KR20170090939A - Conductive composite, and making method thereof, and electronic device comprising thereof - Google Patents
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Abstract
Description
셀룰로오스 기반의 도전성 복합체, 그 제조방법, 및 이를 포함하는 전자 기기에 관한 것이다.Cellulose-based conductive complex, a method for producing the same, and an electronic apparatus including the same.
현재, 상용화된 다양한 전자 기기들은 텔레비전이나 라디오, 및 다른 전파 통신 장치들을 교란, 방해할 수 있는 전자기선을 방출한다. 이러한 전자기선에 의한 통신 장치의 교란, 방해 현상을 전자파 장해(Eletromagnetic Interference, 이하 EMI)라 한다. Currently, a wide variety of commercialized electronic devices emit electromagnetic radiation that can disturb and interfere with television, radio, and other radiocommunication devices. Disturbance and disturbance of the communication device by such an electromagnetic base line is referred to as electromagnetic interference (EMI).
각종 전자 기기에서 방출되는 EMI 정도를 적절한 수준으로 제한할 필요가 있으며, 이에 따라 전자 기기에서 발산되는 EMI를 차폐하기 위한 전자파 장해 차폐재 (EMI Shielding material)에 대한 연구가 지속적으로 진행되고 있다. It is necessary to limit the degree of EMI emitted from various electronic devices to an appropriate level. Accordingly, studies on electromagnetic interference shielding material (EMI shielding material) for shielding EMI emitted from electronic devices are continuously being carried out.
EMI 차단 원리는 전자 기기 내부 전자기선 공급원으로부터 발생하는 전자기선을 억제하거나, 그 전자 기기 외부로 방출되지 않도록 방사선을 봉쇄하는 것이다. 이 경우, 방출하는 장치를 금속 캔(can)과 같이 금속 결합을 가지며 높은 전기전도도(electric conductivity)를 갖는 재료로 둘러쌈으로써 패러데이 실드(faraday shield) 효과에 의해 봉쇄가 이루어질 수 있다. The EMI shielding principle is to suppress electromagnetic radiation generated from the electron beam source in the electronic device or to block the radiation from being emitted to the outside of the electronic device. In this case, the device can be sealed by the faraday shield effect by enclosing the emitting device with a material having high electrical conductivity, such as a metal can having a metal bond.
그러나, 전자 기기의 경량화 추세, 및 가공 용이성 등의 측면에서 순수 금속 캔을 대체할 수 있는 다양한 전자파 차폐재의 연구가 필요하다.However, it is necessary to study various electromagnetic wave shielding materials that can replace pure metal cans in terms of weight reduction of electronic devices, ease of processing, and the like.
일 구현예는 가벼우면서도, 우수한 EMI 차폐 효과를 나타내는 도전성 복합체와, 이를 제조하는 방법, 및 이를 포함하는 전자 기기를 제공하고자 한다. One embodiment provides a conductive composite that exhibits a lightweight but excellent EMI shielding effect, a method of manufacturing the same, and an electronic apparatus including the same.
일 구현예에 따르면, 마이크로 셀룰로오스 섬유를 포함하는 폴리머 기재(polymer matrix), 및 상기 폴리머 기재에 분산되어 있으며, 금속 나노와이어를 포함하는 도전성 나노 물질을 포함하는 도전성 복합체로서, 상기 도전성 나노 물질은 2 이상이 집합층을 이루어 상기 마이크로 셀룰로오스 섬유의 표면을 둘러싸고 있는 도전성 복합체가 제공된다.According to one embodiment, there is provided a conductive composite comprising a polymer matrix comprising microcellulose fibers, and a conductive nanomaterial dispersed in the polymer matrix and comprising metal nanowires, wherein the conductive nanomaterial comprises 2 Or more of the microcellulose fibers constitute an aggregate layer and surround the surface of the microcellulose fiber.
상기 마이크로 셀룰로오스 섬유의 직경은 1 ㎛ 내지 990 ㎛ 일 수 있다.The diameter of the microcellulose fibers may be between 1 μm and 990 μm.
상기 금속 나노와이어의 직경은 1 nm 내지 30 nm 일 수 있다.The diameter of the metal nanowires may be between 1 nm and 30 nm.
상기 금속 나노와이어는 은, 금, 백금, 팔라듐, 코발트, 니켈, 티타늄, 구리, 탄탈륨, 텅스텐, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.The metal nanowires may include silver, gold, platinum, palladium, cobalt, nickel, titanium, copper, tantalum, tungsten, or combinations thereof.
상기 도전성 나노 물질은 탄소나노튜브, 그래핀 나노입자, 탄소나노섬유, 카본블랙, 또는 이들의 조합을 더 포함할 수 있다.The conductive nanomaterial may further include carbon nanotubes, graphene nanoparticles, carbon nanofibers, carbon black, or a combination thereof.
상기 탄소나노튜브는 단일벽 탄소나노튜브(SWNT), 다중벽 탄소나노튜브(MWNT), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.The carbon nanotubes may include single wall carbon nanotubes (SWNTs), multiwall carbon nanotubes (MWNTs), or combinations thereof.
상기 탄소나노튜브의 직경은 1 nm 내지 20 nm 일 수 있다.The diameter of the carbon nanotubes may be between 1 nm and 20 nm.
상기 집합층은 상기 금속 나노와이어와 상기 탄소나노튜브가 교번적으로 적층된 2 이상의 층을 포함할 수 있다.The assembly layer may include two or more layers in which the metal nanowires and the carbon nanotubes are alternately stacked.
상기 도전성 나노 물질은 상기 도전성 복합체의 총 부피를 기준으로 0.01 부피% 내지 0.53 부피% 함유되어 있을 수 있다.The conductive nanomaterial may be contained in an amount of 0.01 to 0.53% by volume based on the total volume of the conductive composite.
상기 집합층은 상기 폴리머 기재 표면으로부터 내부를 향해 점차 감소하는 밀도 구배(density gradient)를 가질 수 있다.The aggregate layer may have a density gradient that gradually decreases from the polymer substrate surface toward the inside.
상기 폴리머 기재는 셀룰로오스 섬유 부직포(non-woven fabric)일 수 있다.The polymer substrate may be a cellulosic fibrous nonwoven fabric.
상기 도전성 복합체의 기공률은 20 % 내지 90 % 일 수 있다.The porosity of the conductive composite may be 20% to 90%.
상기 도전성 복합체의 겉보기 밀도(apparent density)는 0.6 g/cm3 이하일 수 있다.The conductive complex may have an apparent density of 0.6 g / cm 3 or less.
상기 도전성 복합체의 전기전도도는 0.34 S/cm 이상일 수 있다.The electrical conductivity of the conductive composite may be 0.34 S / cm or more.
한편, 다른 구현예에 따르면, 상기 도전성 복합체를 제조하는 방법에 있어서, 상기 폴리머 기재(polymer matrix)를 준비하는 단계, 상기 폴리머 기재를 상기 금속 나노와이어가 포함된 상기 도전성 나노 물질 혼합액에 침지하는 단계, 및 침지한 상기 폴리머 기재를 건조하는 단계를 포함하는 도전성 복합체 제조방법이 제공된다.According to another embodiment, there is provided a method of manufacturing the conductive composite, comprising the steps of: preparing the polymer matrix; immersing the polymer substrate in the conductive nanomaterial mixture containing the metal nanowires; , And drying the immersed polymer substrate.
상기 도전성 나노 물질 혼합액은 탄소나노튜브, 그래핀 나노입자, 탄소나노섬유, 카본블랙, 또는 이들의 조합을 더 포함할 수 있다.The conductive nanomaterial mixture may further include carbon nanotubes, graphene nanoparticles, carbon nanofibers, carbon black, or a combination thereof.
상기 도 전성 복합체 제조방법은 상기 건조 단계 이후, 상기 침지 단계와 상기 건조 단계를 반복하여 수행할지 여부를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method for preparing a conductive composite may further include, after the drying step, determining whether to perform the immersion step and the drying step repeatedly.
한편, 또 다른 구현에 따르면, 상기 도전성 복합체를 포함하는 전자 기기가 제공된다.On the other hand, according to another embodiment, An electronic apparatus is provided.
가벼우면서도 우수한 전자파 차폐 효과를 나타내는 도전성 복합체를 제공할 수 있다.It is possible to provide a conductive composite which is light and exhibits excellent electromagnetic wave shielding effect.
또한, 상기 도전성 복합체를 포함하여 EMI 차폐율이 우수한 전자 기기를 제공할 수 있다.Also, it is possible to provide an electronic device including the conductive complex, which has an excellent EMI shielding ratio.
도 1은 일 구현예에 따른 도전성 복합체를 나타낸 개략도이고,
도 2는 일 구현예에 따른 도전성 복합체의 표면을 나타낸 이미지이고,
도 3은 도 2의 Ⅲ 부분을 확대한 이미지이고,
도 4는 일 구현예에 따른 도전성 복합체의 단면을 나타낸 이미지이고,
도 5는 도 4의 Ⅴ 부분을 확대한 이미지이고,
도 6은 일 구현예에 따른 집합층의 일 변형예를 나타낸 개략도이고,
도 7은 일 구현예에 따른 도전성 복합체의 제조 방법을 나타낸 흐름도이고,
도 8과 도 9는 일 구현예에 따른 도전성 복합체의 침지-건조 단위 사이클 반복 수행 횟수에 따른 전기전도도의 관계를 나타낸 그래프로서 도 8은 도전성 복합체의 평면 방향, 도 9는 도전성 복합체의 두께 방향 전기전도도를 각각 나타낸 것이고,
도 10은 일 구현예에 따른 도전성 복합체의 침지-건조 단위 사이클 반복 수행 횟수에 따른 전기 전도도, 전자파 반사계수, 전자파 흡수계수, 및 전자파 투과계수의 관계를 나타낸 그래프이고,
도 11은 일 구현예에 따른 도전성 복합체의 침지-건조 단위 사이클 반복 수행 횟수에 따른 EMI 차폐율(Shielding Effectiveness, SE)을 나타낸 그래프이고,
도 12는 실시예 1의 도전성 복합체와 비교예 1 내지 11 의 겉보기 밀도 대비 총 EMI 차폐율(측정값)을 각각 나타낸 그래프이고,
도 13은 실시예 6에 따른 셀룰로오스-AgNW-MWNT-AgNW-MWNT-AgNW 복합체의 표면을 나타낸 이미지이고,
도 14는 도 13의 XIV 부분을 확대한 이미지이고,
도 15는 도 14의 XV 부분을 확대한 이미지이고,
도 16은 실시예 6에 따른 셀룰로오스-AgNW-MWNT-AgNW-MWNT-AgNW 복합체의 단면을 나타낸 이미지이고,
도 17은 도 16의 XVII 부분을 확대한 이미지이고,
도 18은 실시예 2 내지 9의 도전성 복합체와 비교예 12 내지 15의 전기 전도도(Electroconductivity, EC)를 각각 나타낸 그래프이고,
도 19는 실시예 2 내지 9의 도전성 복합체와 비교예 12 내지 15의 EMI 차폐율(Shielding Effectiveness, SE)을 각각 나타낸 그래프이다.1 is a schematic diagram illustrating a conductive composite according to one embodiment,
Figure 2 is an image showing the surface of a conductive composite according to one embodiment,
3 is an enlarged image of the portion III in Fig. 2,
4 is an image showing a cross section of the conductive composite according to one embodiment,
5 is an enlarged view of a portion V in Fig. 4,
FIG. 6 is a schematic view showing a modified example of the collective layer according to one embodiment,
7 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a conductive composite according to an embodiment,
FIGS. 8 and 9 are graphs showing the relationship between the electric conductivity of the conductive composite according to the number of iterations of immersing-drying unit cycles of the conductive composite according to one embodiment. FIG. 8 is a graph showing the planar direction of the conductive composite, Conductivity < / RTI >
10 is a graph showing a relationship between electric conductivity, an electromagnetic wave reflection coefficient, an electromagnetic wave absorption coefficient, and an electromagnetic wave transmission coefficient according to the number of repeated cycles of the immersion-drying unit cycle of the conductive composite according to one embodiment.
FIG. 11 is a graph showing an EMI shielding effectiveness (SE) according to the number of repeated cycles of immersion-drying unit cycles of the conductive composite according to one embodiment,
12 is a graph showing the total EMI shielding ratio (measured value) to the apparent density of the conductive composite of Example 1 and Comparative Examples 1 to 11,
13 is an image showing the surface of the cellulose-AgNW-MWNT-AgNW-MWNT-AgNW composite according to Example 6,
FIG. 14 is an enlarged view of a portion XIV in FIG. 13,
Fig. 15 is an enlarged view of the XV portion of Fig. 14,
16 is an image showing a cross section of the cellulose-AgNW-MWNT-AgNW-MWNT-AgNW composite according to Example 6,
17 is an enlarged view of a portion XVII in Fig. 16,
18 is a graph showing the electroconductivity (EC) of each of the conductive complexes of Examples 2 to 9 and Comparative Examples 12 to 15,
19 is a graph showing the EMI shielding effectiveness (SE) of the conductive complexes of Examples 2 to 9 and Comparative Examples 12 to 15, respectively.
이하, 실시예에 대하여 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so as to be easily carried out by those skilled in the art. But may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.In the drawings, the thickness is enlarged to clearly represent the layers and regions. Like parts are designated with like reference numerals throughout the specification. Whenever a portion of a layer, film, region, plate, or the like is referred to as being "on" another portion, it includes not only the case where it is "directly on" another portion, but also the case where there is another portion in between. Conversely, when a part is "directly over" another part, it means that there is no other part in the middle.
일 구현예에서 용어 "직경" 은, 원 형상의 경우 지름의 길이를, 타원 형상의 경우 장축의 길이를, 기타 일정하지 않은(不定) 형상의 경우 가장 먼 두 지점을 잇는 거리를 각각 의미한다.In one embodiment, the term "diameter " means the length of the diameter of the circular shape, the length of the major axis of the elliptical shape, and the distance between the two most distant points in the case of other indefinite shapes.
일 구현예에서 용어 "전자파 차폐"라 함은, 전자파를 반사시켜 되돌려보내는 "전자파 반사" 와, 전자파 일부를 미세한 표면 전류로 흡수하여 접지, 열 에너지 방출 등의 방법을 통해 소멸시키는 "전자파 흡수"를 포함하는 의미이다.The term "electromagnetic wave shielding" in one embodiment means " electromagnetic wave reflection "in which electromagnetic waves are reflected and returned and electromagnetic wave absorption in which a part of electromagnetic waves is absorbed by a fine surface current and is destroyed through a method of grounding, .
이하에서는 우선 도 1 내지 도 4를 참고하여, 일 구현예에 따른 도전성 복합체의 구조를 설명한다. Hereinafter, the structure of the conductive complex according to one embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG.
도 1은 일 구현예에 따른 도전성 복합체를 나타낸 개략도이다.1 is a schematic diagram illustrating a conductive composite according to one embodiment.
도 1을 참고하면, 일 구현예에 따른 도전성 복합체(100)는 마이크로 셀룰로오스 섬유(111)를 포함하는 폴리머 기재(polymer matrix, 110)와, 폴리머 기재(110)에 분산되어 있는 도전성 나노 물질을 포함한다. 1, the
일 구현예에서 일 구현예에서 폴리머 기재(110)는, 2 이상의 마이크로 셀룰로오스 섬유(111)들이 3 차원적으로 서로 얽혀 형성된 메쉬(mesh)형 구조체로서, 마이크로 셀룰로오스 섬유(111)들 사이에 2 이상의 기공(pore)이 형성되어 있을 수 있다. In one embodiment, in one embodiment, the
또한, 일 구현예에서 상기 마이크로 셀룰로오스 섬유(111)는 직경 1 ㎛ 이상의 마이크로 스케일(micro-scale)을 갖는 섬유일 수 있다. 마이크로 스케일을 갖는 셀룰로오스 섬유들은 비교적 큰 분자량으로 인하여, 나노 스케일(nano-scale)을 갖는 셀룰로오스 섬유 대비 이웃하는 셀룰로오스 섬유들 간의 상호작용이 매우 강하다. 즉, 이웃하는 마이크로 셀룰로오스 섬유(111) 간에는 척력(repulsive force)이 강하게 작용하므로, 나노 셀룰로오스 섬유들과 대비하여 보다 넓은 이격 거리를 갖고 성기게 얽혀있을 수 있다. 반면, 나노 셀룰로오스 섬유들간에는 상대적으로 작은 척력이 작용하므로, 서로 이격되지 않고 조밀하게 밀집되어 얽혀 있을 수 있다. Also, in one embodiment, the
이와 같이, 단위체의 분자량이 증가하면서 단위체들 간 척력이 강하게 발생하는 것을 "체적 배제 효과(excluded volume effect)"라 한다. 일 구현예에 따른 폴리머 기재(110)는 상기 체적 배제 효과에 의해 폴리머 기재(110) 표면뿐만 아니라, 내부에 이르기까지 고른 기공(pore) 분포를 나타낼 수 있다.As described above, the fact that the repulsive force between the unit bodies is generated strongly with the increase of the molecular weight of the unit body is called the " excluded volume effect ". The
일 구현예에서, 상기 마이크로 셀룰로오스 섬유(111)는, 예를 들어 1 ㎛ 내지 999 ㎛, 예를 들어 1 ㎛ 내지 990 ㎛의 직경을 가질 수 있다. In one embodiment, the
상기 마이크로 셀룰로오스 섬유(111)의 직경이 상기 범위 내인 경우, 체적 배제 효과에 따른 폴리머 기재(110)의 표면과 내부가 고른 기공(pore) 분포를 나타낼 수 있으며, 폴리머 기재(110)의 내부에 위치한 셀룰로오스 섬유(111)에도 후술할 집합층이 형성될 수 있다.When the diameter of the
한편, 마이크로 셀룰로오스 섬유(111)는, 예를 들어 50 ㎛ 이상, 예를 들어 100 ㎛ 이상, 예를 들어 200 ㎛ 이상, 예를 들어 1000 ㎛ 이상, 예를 들어 1000 ㎛ 내지 1 cm 의 길이를 가질 수 있다. 마이크로 셀룰로오스 섬유(111)의 길이가 상기 범위 내인 경우, 체적 배제 효과에 따라 폴리머 기재(110)의 표면과 내부가 고른 기공(pore) 분포를 나타낼 수 있으며, 폴리머 기재(110)의 내부에 위치한 셀룰로오스 섬유(111)에도 후술할 집합층이 형성될 수 있다.On the other hand, the
한편, 일 구현예에서 상기 체적 배제 효과에 의한 폴리머 기재(110)의 기공률은, 예를 들어 20 %, 예를 들어 20% 내지 90 %, 예를 들어 20 % 내지 80 %, 예를 들어 20 % 내지 70 %, 예를 들어 20 % 내지 65 %, 예를 들어 30 % 내지 65 %, 예를 들어 40 % 내지 65 % 일 수 있다. 폴리머 기재(110)의 기공률이 상기 범위 내일 경우, 동일 부피 대비 폴리머 기재(110)의 효율적인 경량화가 가능하다.In one embodiment, the porosity of the
한편 폴리머 기재(110)는, 2 이상의 마이크로 셀룰로오스 섬유(111)들이 특정한 방향으로 직조되지 않고 다양한 방향으로 배열되어 있는 셀룰로오스 섬유(111)들의 집합 구조체일 수 있다. 즉, 예를 들어, 폴리머 기재(110)는 셀룰로오스 섬유 부직포(non-woven fabric)일 수 있다. Meanwhile, the
만약 셀룰로오스 섬유들이 2차원, 또는 3차원적으로 일정한 배열을 가지도록 직조되거나, 2 이상의 셀룰로오스 섬유들이 같은 방향으로 2 이상 배열된 방적사(yarn)를 이용하여 직물(woven fabric)을 형성할 경우, 이웃하는 셀룰로오스 섬유들 간 충분한 공간을 확보하지 못하므로 폴리머 기재의 기공률이 매우 저하된다. If the cellulose fibers are woven to have a two-dimensional or three-dimensionally uniform arrangement, or two or more cellulose fibers are arranged in two or more directions in the same direction to form a woven fabric, Lt; RTI ID = 0.0 > of cellulose fibers. ≪ / RTI >
특히 이러한 폴리머 기재 내부에는 기공이 거의 존재하지 않으며, 방향성을 가지며 배열된 셀룰로오스 섬유들끼리 서로 맞물려(interlocking) 도전성 나노물질이 폴리머 기재 내부로 분산되는 것을 방해하므로, 폴리머 기재(110)의 내부에 위치한 셀룰로오스 섬유(111)에 후술할 집합층이 형성되는 것이 불가능하다.Particularly, since there is almost no pores in the polymer base material and the cellulosic fibers having a directionality are interlocked with each other to interfere with dispersion of the conductive nanomaterial into the polymer base material, It is impossible for the collective layer to be formed on the
다만, 일 구현예에 따른 폴리머 기재(110)는 마이크로 셀룰로오스 섬유(111)들이 특정한 방향성을 갖지 않도록 배열된 구조를 가짐으로써, 도전성 나노물질이 폴리머 기재 내부까지 용이하게 분산될 수 있다.However, the
일 구현예에서 도전성 나노물질은 폴리머 기재(110)의 표면으로부터 내부에 이르기까지 폴리머 기재(110)의 모든 영역에 걸쳐 분산되어 있다. 상기 도전성 나노물질은 같이 수 nm 내지 수십 nm 의 나노 스케일을 가지며, 2 이상이 마이크로 셀룰로오스 섬유(111)의 표면에 달라붙어 있을 수 있다. 즉, 도전성 복합체(100)는 2 이상의 마이크로 셀룰로오스 섬유(111)와 2 이상의 도전성 나노물질에 의해 마이크로-나노 복합화(micro-nano complexation)되어 있을 수 있다.In one embodiment, the conductive nanomaterial is dispersed throughout the entire region of the
일 구현예에서 도전성 나노물질은, 예를 들어 금속 나노와이어를 포함할 수 있다. 금속 나노와이어는 은, 금, 백금, 팔라듐, 코발트, 니켈, 티타늄, 구리, 탄탈륨, 텅스텐으로 이루어지거나, 이들을 2 이상 포함하는 합금일 수 있다. In one embodiment, the conductive nanomaterial may comprise, for example, metal nanowires. The metal nanowires may be made of silver, gold, platinum, palladium, cobalt, nickel, titanium, copper, tantalum, tungsten, or an alloy containing two or more of them.
상기 금속 나노와이어의 직경은, 예를 들어 1 nm 내지 80 nm, 예를 들어 1 nm 내지 50 nm, 예를 들어 1 nm 내지 30 nm 일 수 있다. The diameter of the metal nanowires may be, for example, 1 nm to 80 nm, for example 1 nm to 50 nm, for example 1 nm to 30 nm.
금속 나노와이어의 직경이 상기 범위 내인 경우, 마이크로 셀룰로오스 섬유와 금속 나노와이어 간 마이크로-나노 복합화(micro-nano complexation)가 용이하게 이루어질 수 있다.When the diameter of the metal nanowire is within the above range, micro-nano complexation between the microcellulose fiber and the metal nanowire can be easily performed.
한편, 일 구현예에 따른 도전성 나노 물질은 금속 나노와이어 외에도 탄소나노튜브, 그래핀 나노입자, 탄소나노섬유, 카본블랙, 또는 이들의 조합을 더 포함할 수도 있다.Meanwhile, the conductive nanomaterial according to one embodiment may further include carbon nanotubes, graphene nanoparticles, carbon nanofibers, carbon black, or a combination thereof in addition to metal nanowires.
일 구현예에서, 예를 들어 탄소나노튜브는 단일벽 탄소나노튜브(Single-Wall Carbon nanotube, SWNT)이거나, 다중벽 탄소나노튜브(Multi-Wall Carbon nanotube, MWNT), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. In one embodiment, for example, the carbon nanotubes may be single-wall carbon nanotubes (SWNTs), multi-wall carbon nanotubes (MWNTs), or combinations thereof .
상기 탄소나노튜브의 직경은, 예를 들어 1 nm 내지 80 nm, 예를 들어 1 nm 내지 70 nm, 예를 들어 1 nm 내지 50 nm, 예를 들어 1 nm 내지 30 nm, 예를 들어 1 nm 내지 20 nm 일 수 있다. 탄소나노튜브의 직경이 상기 범위 내인 경우, 함께 군집되어 있는 금속 나노와이어의 크기와 비슷한 수준의 크기를 가지면서, 금속 나노와이어와 함께 마이크로 셀룰로오스 섬유-(금속 나노와이어, 탄소나노튜브)간 마이크로-나노 복합화(micro-nano complexation)가 용이하게 이루어질 수 있다.The diameter of the carbon nanotubes may range from, for example, 1 nm to 80 nm, for example 1 nm to 70 nm, for example 1 nm to 50 nm, for example 1 nm to 30 nm, 20 nm. When the diameter of the carbon nanotubes is within the above range, the micro-cellulose fibers - (metal nanowires, carbon nanotubes) and micro- Micro-nano complexation can be easily performed.
탄소나노튜브는 금속 나노와이어에 비해 작은 밀도를 가지면서 일정 수준의 도전성을 가지고 있으므로, 도전성 복합체(100)의 경량화에 유리하다. 한편, 금속 나노와이어는 탄소나노튜브에 비해 우수한 도전성을 가지므로, 도전성 복합체(100)의 도전성과 EMI 차폐 성능 향상에 유리하다. The carbon nanotubes have a density smaller than that of the metal nanowires and have a certain level of conductivity, which is advantageous for reducing the weight of the conductive
따라서, 탄소나노튜브와 금속 나노와이어의 양을 도전성 복합체(100)의 용도 등에 따라 다양하게 조절함으로써, 비교적 낮은 밀도를 가지면서도 도전성과 EMI 차폐율이 우수한 도전성 복합체(100)를 제공할 수 있다.Therefore, by controlling the amount of the carbon nanotubes and the metal nanowires in various ways according to the use of the
한편, 탄소나노튜브와 금속나노와이어는 단순 혼합되어 마이크로 셀룰로오스 섬유(111)에 부착되어 있을 수도 있고, 서로 다른 층으로 구분되어 2 이상의 층으로 적층된 구조를 이루고 있을 수도 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.Meanwhile, the carbon nanotubes and the metal nanowires may be attached to the
한편, 마이크로-나노 복합화의 일례로, 상기 도전성 나노물질은 도 1에 도시된 바와 같이 2 이상이 군집된 형태의 집합층(120)을 형성하여 마이크로 셀룰로오스 섬유(111)의 표면을 둘러싸고 있을 수 있다. 집합층(120)은 마이크로 셀룰로오스 섬유(111)의 표면을 덮는 동시에, 이웃한 다른 셀룰로오스 섬유(111) 표면을 덮는 다른 집합층(120)과도 전기적으로 연결되어 있다. 이에 따라, 일 구현예에 따른 도전성 복합체(100)가 도전성과 EMI 차폐 특성을 가질 수 있다.Meanwhile, as an example of the micro-nano composite, the conductive nanomaterial may surround the surface of the
집합층(120)은, 폴리머 기재(110)의 표면으로부터 내부에 이르기까지 모든 영역에 걸쳐 형성되어 있다. 이에 따라, 폴리머 기재(110)의 표면 중 넓은 면적을 갖는 방향을 평면 방향(plane direction), 상기 평면에 수직인 방향을 두께 방향(thickness direction)이라 할 때, 폴리머 기재(110)가 평면 방향과 두께 방향 모두에서 도전성과 EMI 차폐 특성을 가질 수 있다.The
한편, 일 구현예에서 집합층(120)은, 폴리머 기재(110)의 표면으로부터 내부를 향해 점차 감소하는 밀도 구배(density gradient)를 가질 수도 있다. 즉, 도전성 나노물질은 폴리머 기재(110)의 표면에 가장 많이 존재하며, 폴리머 기재(110)의 내부로 갈수록 점차 감소한다. 이에 따라, 집합층(120)의 두께 또한 도 1에 도시된 바와 같이 폴리머 기재(110)의 표면으로부터 내부로 갈수록 점차 감소하는 양상을 나타낼 수 있다.Meanwhile, in one embodiment, the
도 2는 일 구현예에 따른 도전성 복합체의 표면을 나타낸 이미지이고, 도 3은 도 2의 Ⅲ 부분을 확대한 이미지이다.Fig. 2 is an image showing the surface of the conductive composite according to one embodiment, and Fig. 3 is an enlarged image of the portion III in Fig.
도 2를 참고하면, 집합층은 마이크로 셀룰로오스 섬유의 표면을 덮고 있으며, 마이크로 셀룰로오스 섬유들은 성기게 얽혀 2 이상의 기공을 형성하고 있음을 확인할 수 있다. 또한 도 3을 참고하면, 도전성 나노물질로서 금속 나노와이어가 2 이상 군집된 집합층을 형성하고 있음을 알 수 있다.Referring to FIG. 2, it can be seen that the aggregate layer covers the surface of the microcellulose fibers, and the microcellulose fibers are entangled to form two or more pores. Also, referring to FIG. 3, it can be seen that an aggregate layer in which two or more metal nanowires are clustered as a conductive nanomaterial is formed.
도 4는 일 구현예에 따른 도전성 복합체의 단면을 나타낸 이미지이고, 도 5는 도 4의 Ⅴ 부분을 확대한 이미지이다.FIG. 4 is an image showing a cross section of the conductive composite according to one embodiment, and FIG. 5 is an enlarged view of a portion V in FIG.
도 4를 참고하면, 폴리머 기재의 내부에도 집합층이 고르게 분포하고 있는 것을 확인할 수 있으며, 도 5를 참고하면, 마이크로 셀룰로오스 섬유의 표면에 도전성 나노물질로서 금속 나노와이어가 2 이상 군집되어 집합층을 형성함을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 4, it can be seen that the aggregate layer is uniformly distributed even inside the polymer substrate. Referring to FIG. 5, two or more metal nanowires as conductive nanomaterials are clustered on the surface of the microcellulose fiber, .
한편, 도 3과 도 5는 동일한 배율로 확대한 이미지로서, 폴리머 기재의 표면에 형성된 집합층의 밀도가 폴리머 기재의 내부에 형성된 집합층의 밀도보다 큰 것을 확인할 수 있으며, 이를 통해 집합층이 폴리머 기재의 표면으로부터 내부를 향해 점차 감소하는 밀도 구배(density gradient)를 가짐을 알 수 있다. 3 and 5 are images enlarged at the same magnification. It can be seen that the density of the aggregate layer formed on the surface of the polymer base is larger than that of the aggregate layer formed inside the polymer base, And has a density gradient gradually decreasing from the surface of the substrate toward the inside.
일 구현예의 도전성 복합체(100)는 집합층(120)이 상기와 같이 표면으로부터 내부를 향해 점진적으로 감소하는 밀도 구배를 가짐으로써 도전성 복합체(100)의 두께 방향을 기준으로 전자파 반사계수 또한 연속적인 구배를 갖게 되므로, 도전성 복합체(100)로 입사되어온 전자파가 집합층(120)으로부터 바로 반사되지 않고 집합층(120) 내부에서 상쇄, 소멸될 확률이 증가한다. 즉, 두께 방향으로 입사된 전자파들이 도전성 복합체(100)의 상기 전자파 반사계수 구배에 의하여 서로 상쇄 간섭을 일으켜 소멸될 수도 있는 것이다.The
즉, 일 구현예에 따르면, 전자파 반사, 전자파 흡수가 우수하면서도, 전자파 반사계수 구배를 통해 전자파 상쇄, 소멸시켜 EMI 차폐율을 더욱 향상시킨 도전성 복합체(100)를 제공할 수 있다.That is, according to one embodiment, it is possible to provide the conductive composite 100 in which the EMI shielding rate is further improved by electromagnetic wave cancellation or extinction through electromagnetic wave reflection coefficient gradation, while being excellent in electromagnetic wave reflection and electromagnetic wave absorption.
다만, 일 구현예가 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 도전성 복합체(100)의 용도, 두께, 도전성 나노물질의 종류, 집합층(120) 밀도 등에 따라 다양하게 설계될 수도 있으며, 일례로 집합층(120)이 밀도 구배 없이 폴리머 기재(110)의 모든 영역에 걸쳐 고르게 분포되도록 변형할 수도 있는 것이다.However, the present invention is not limited thereto. For example, the
한편, 일 구현예에서 도전성 나노 물질은 도전성 복합체(100)의 총 중량을 기준으로 예를 들어 0.001 중량% 이상, 예를 들어 0.01 중량% 이상, 예를 들어 0.1 중량% 이상, 예를 들어 1 중량% 내지 20 중량% 함유되어 있을 수 있다. In one embodiment, the conductive nanomaterial may be present in an amount of, for example, at least 0.001% by weight, such as at least 0.01% by weight, such as at least 0.1% by weight, % To 20% by weight.
또한, 도전성 나노 물질은 도전성 복합체(100)의 총 부피를 기준으로 볼 때, 예를 들어 0.005 부피% 이상, 예를 들어 0.01 부피% 이상, 예를 들어 0.01 부피% 내지 0.1 부피%, 예를 들어 0.01 부피% 내지 0.80 부피%, 예를 들어 0.01 부피% 내지 0.60 부피%, 예를 들어 0.01 부피% 내지 0.53 부피% 함유되어 있을 수 있다. The conductive nanomaterials may also be present in an amount of, for example, greater than or equal to 0.005% by volume, such as greater than or equal to 0.01% by volume, such as between 0.01% by volume and 0.1% by volume, based on the total volume of the
도전성 복합체(100) 내에 도전성 나노 물질이 상기 범위 내로 함유되어 있는 경우, 도전성 복합체(100)의 밀도를 크게 증가시키지 않으면서도, 집합층(120)이 폴리머 기재(110)의 모든 영역에 걸쳐 마이크로 셀룰로오스 섬유(111) 표면을 둘러 싸도록 형성될 수 있으며, 이에 따른 도전성 복합체(100)의 도전성과 EMI 차폐율을 높은 수준으로 향상시킬 수 있다.When the conductive nanomaterial is contained within the above range within the conductive
일 구현예에서 도전성 복합체(100)의 밀도는, 예를 들어 0.65 g/cm3 이하, 예를 들어 0.6 g/cm3 이하, 예를 들어 0.55 g/cm3 이하일 수 있다. 또한 일 구현예에서 도전성 복합체(100)의 전기전도도는, 예를 들어 0.30 S/cm 이상, 예를 들어 0.35 S/cm 이상, 예를 들어 0.40 S/cm 이상일 수 있다. In one embodiment, the density of the
즉, 일 구현예에 따르면, 비교적 낮은 밀도를 가지면서도 전기전도도와 EMI 차폐율이 우수한 도전성 복합체(100)를 제공할 수 있다.That is, according to one embodiment, it is possible to provide the
상기에서 살펴본 바와 같이, 일 구현예에 따른 도전성 복합체(100)는 체적 배제 효과를 통해 고른 내부 기공 분포를 가지면서도 경량화된 폴리머 기재를 제공하는 한편, 셀룰로오스 섬유와 도전성 나노물질 간의 마이크로-나노 복합화를 통해 폴리머 기재 모든 영역에 걸쳐 도전성 나노물질의 집합층이 형성됨으로써, 비교적 비교적 낮은 밀도를 가지면서도 전기전도도와 EMI 차폐율이 우수하다.As described above, the
한편, 다른 구현예에 따르면, 일 구현예에 따른 상기 도전성 복합체(100)를 포함하는 전자 기기가 제공될 수 있다. 상기 전자 기기는, 예를 들어, 휴대폰, PDA, 태블릿 PC 등과 같은 이동 통신 단말에서부터, PC, 모니터, 텔레비전, 냉장고, 오디오, 헤어 드라이어, 전열을 이용한 취사 기구, 또는 난방 기구 등의 각종 가전 제품, 및 각종 생산 설비 등과 같은 산업 전반에 걸쳐 사용되고 있는 대형 제조 설비에 이르기까지 다양할 수 있다. Meanwhile, according to another embodiment, an electronic apparatus including the conductive complex 100 according to one embodiment may be provided. The electronic device can be used for various types of home appliances such as a PC, a monitor, a television, a refrigerator, an audio player, a hair dryer, a cooking appliance using electric heat, a heating appliance, And large-scale manufacturing facilities used throughout the industry such as various production facilities.
일 구현예에 따른 도전성 복합체(100)를 포함하는 전자 기기는 비교적 가벼운 도전성 복합체(100)를 이용하여 EMI 차폐율을 향상시킬 수 있어, 불필요한 중량 증가 없이도 EMI 차폐 성능이 우수하다.An electronic device including the conductive complex 100 according to an embodiment can improve the EMI shielding ratio using the relatively light
다만, 일 구현예에 따른 도전성 복합체(100)의 용도가 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 의복, 액세서리, 건설 자재, 사무 용품이나 차량, 선박 등, 생활 전반에 걸쳐 다양한 용도로 사용이 가능하다.However, the use of the conductive
이하에서는 도 6을 참고하여 일 구현예에 따른 집합층(120)의 일 변형예를 설명한다.Hereinafter, one variation of the
도 6은 일 구현예에 따른 집합층의 일 변형예를 나타낸 개략도이다. 6 is a schematic diagram illustrating a variation of the aggregation layer according to one embodiment.
도 6을 참고하면, 집합층(120)은 마이크로 셀룰로오스 섬유(111)의 표면을 둘러싸되, 제1층(121)과 제2층(122)이 2 층 이상 교번적으로 적층되어 있는 구조를 이루고 있을 수도 있다. 6, the
제1층(121)과 제2층(122)은 이종(異種)의 도전성 나노물질일 수 있다. 예를 들어, 제1층(121)이 금속 나노와이어가 군집된 층이라면, 제2층(122)은 탄소나노튜브, 그래핀 나노입자, 탄소나노섬유, 카본블랙, 또는 이들이 혼합되어 군집된 층일 수 있으며, 제1층(121)과 제2층(122)의 물질이 상기와 반대인 경우도 가능하다. The
제1층(121)과 제2층(122)은, 예를 들어 1 회 내지 5 회, 예를 들어 1 회 내지 7 회, 예를 들어 예를 들어 1 회 내지 10 회, 예를 들어 1 회 내지 20 회에 걸쳐 교번적으로 적층되어 있을 수 있다.The
상기와 같이 이종(異種)의 도전성 나노물질을 교번적으로 적층함으로써, 도전성 나노물질의 종류, 도전성 복합체(100)의 용도 등에 따라 도전성 복합체(100)의 밀도와 전기전도도, 및 EMI 차폐율을 용이하게 조절할 수 있다.By laminating the different kinds of conductive nanomaterials alternately as described above, the density, electrical conductivity, and EMI shielding ratio of the conductive
이하에서는 일 구현예에 따른 도전성 복합체(100)를 보다 용이하게 제조할 수 있는 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method for more easily manufacturing the
도 7은 일 구현예에 따른 도전성 복합체의 제조 방법을 나타낸 흐름도이다.7 is a flow diagram illustrating a method of fabricating a conductive composite according to one embodiment.
도 7을 참고하면, 일 구현예에 따른 도전성 복합체의 제조 방법은 전술한 폴리머 기재를 준비하는 단계(S01)와, 준비한 폴리머 기재를 도전성 나노 물질 혼합액에 침지하는 단계(S02)와, 침지한 폴리머 기재를 건조하는 단계(S03)를 포함한다. Referring to FIG. 7, a method of manufacturing a conductive composite according to an embodiment includes preparing a polymer substrate (S01) described above, immersing the prepared polymer substrate in a conductive nanomaterial mixture (S02), immersing the immersed polymer And drying the substrate (S03).
폴리머 기재 준비 단계(S01)에서는 마이크로 셀룰로오스 섬유가 3차원적으로 얽혀 다양한 방향으로 배열되어 있는 폴리머 기재(110)를 준비하는 과정을 거친다. 이와 같은 폴리머 기재(110)는 전술한 바와 같이 기공률이 비교적 높아 밀도가 낮은 동시에, 표면으로부터 내부에 이르기까지 모든 영역에 걸쳐 고른 기공 분포를 나타낼 수 있다.In the polymer substrate preparation step (S01), the
한편, 상기 폴리머 기재(110)와 별개로, 도전성 나노 물질 혼합액을 준비하는 과정을 더 거칠 수 있다. 도전성 나노 물질 혼합액은 도전성 나노 물질과 용매를 포함하며, 도전성 나노 물질과 마이크로 셀룰로오스 섬유 간 결합력을 높이기 위한 첨가제 등이 더 포함될 수도 있다.On the other hand, in addition to the
도전성 나노 물질은 전술한 바와 같이 은, 금, 백금, 팔라듐, 코발트, 니켈, 티타늄, 구리, 탄탈륨, 텅스텐으로 이루어지거나, 이들을 2 이상 포함하는 합금으로 이루어진 금속 나노와이어일 수 있다. The conductive nanomaterial may be a metal nanowire composed of silver, gold, platinum, palladium, cobalt, nickel, titanium, copper, tantalum, tungsten, or an alloy containing two or more thereof as described above.
한편, 도전성 나노 물질은 탄소나노튜브, 그래핀 나노입자, 탄소나노섬유, 카본블랙, 또는 이들의 조합일 수도 있고, 금속 나노와이어에 상기 탄소나노튜브, 그래핀 나노입자, 탄소나노섬유, 카본블랙, 또는 이들의 조합이 혼합되어 있는 혼합물일 수도 있다.The conductive nanomaterial may be a carbon nanotube, a graphen nanoparticle, a carbon nanofiber, a carbon black, or a combination thereof. The conductive nanomaterial may be a carbon nanotube, a graphen nanoparticle, a carbon nanofiber, , Or a mixture in which a combination thereof is mixed.
용매는 도전성 나노 물질이 고르게 분산되어 있을 수 있으면서도, 마이크로 셀룰로오스 섬유와 도전성 나노 물질 간 결합이 용이한 친수성 용매일 수 있다. 일 구현예에서 용매는, 예를 들어 물, 또는 에테르, 아민, 에스테르, 알코올 등의 관능기를 갖는 친수성 유기 용매일 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.The solvent may be uniformly dispersed in the conductive nanomaterials, and may be hydrophilic for easy bonding between the microcellulose fibers and the conductive nanomaterials. In one embodiment, the solvent can be, for example, water or a hydrophilic organic solvent having functional groups such as ether, amine, ester, alcohol, etc., but is not necessarily limited thereto.
침지 단계(S02)에서는 준비된 폴리머 기재(110)를 도전성 나노 물질 혼합액에 침지한다. 이에 따라 침지된 폴리머 기재(110)의 다공들 사이에 나노 스케일을 갖는 도전성 나노물질들이 분산될 수 있다. In the immersion step S02, the
일 구현예에 따른 폴리머 기재(110)의 침지 시간은 용매 및 도전성 나노물질의 종류, 도전성 나노물질 혼합액의 양, 도전성 나노물질 혼합액 내 도전성 나노 물질의 함유량, 폴리머 기재(110)의 부피 등에 따라 다양하게 설정할 수 있다. 상기 침지는, 예를 들어 약 1 초 이상, 예를 들어 약 3 초 이상, 예를 들어 약 30 초 이상, 예를 들어 약 1 분 이상, 예를 들어 약 3 분 이상, 예를 들어 약 5 분 이상, 예를 들어 약 10 분 이상 수행할 수 있다. 폴리머 기재(110)의 침지 시간이 상기 범위 내일 경우, 도전성 나노물질들이 폴리머 기재(110) 의 표면 근방에만 분산되지 않고 내부까지 모든 영역에 걸쳐 분산될 수 있다. The immersion time of the
이후, 건조 단계(S03)에서는 침지된 폴리머 기재(110)를 건조하여 용매를 휘발시킨다. 이에 따라, 폴리머 기재(110)에 분산되어 있던 도전성 나노물질들은 폴리머 기재(110)의 표면으로부터 내부까지 모든 영역에 걸쳐 고정, 및 복합화될 수 있다.Thereafter, in the drying step (S03), the immersed
즉, 폴리머 기재(110)의 모든 영역에 걸쳐 분산되어 있던 도전성 나노물질들은 건조 단계에서 인접한 마이크로 셀룰로오스 섬유(111)들의 표면에 부착되어 마이크로-나노 복합화를 이룰 수 있다. 또한, 부착된 도전성 나노물질들은 2 이상의 군집하여 마이크로 셀룰로오스 섬유(111) 표면을 둘러싸는 집합층(120)을 형성할 수 있다.That is, the conductive nanomaterials dispersed throughout the entire region of the
한편, 건조 단계의 건조 시간, 건조 온도, 및 건조 방식은 사용된 용매, 도전성 나노 물질에 따라 다양하게 설정할 수 있다.On the other hand, the drying time, the drying temperature, and the drying method of the drying step can be variously set depending on the solvent used and the conductive nanomaterial.
건조 단계를 거쳐 완성된 도전성 복합체(100)는 표면으로부터 내부까지 모든 영역에 걸쳐 집합층(120)이 형성되어 있고, 집합층(10)은 표면으로부터 내부를 향해 점차 감소하는 밀도 구배를 가질 수도 있다. The completed conductive composite 100 after the drying step has the
상기 밀도 구배는 폴리머 기재(110)의 침지 시간, 폴리머 기재(110) 내부 기공의 크기, 폴리머 기재(110) 내부 기공 분포 관계, 도전성 나노물질의 직경, 도전성 나노물질의 길이, 도전성 나노물질 혼합액 내 도전성 나노물질 함유량 등에 따라 다양하게 조절될 수 있다. The density gradient may vary depending on the immersion time of the
한편, 집합층(120)의 밀도가 폴리머 기재(110)의 표면에서 가장 큰 것은, 전술한 침지 단계에서 도전성 나노 물질이 폴리머 기재(110) 내부보다는 표면에 분포되어 있는 마이크로 셀룰로오스 섬유(111)와 마주칠 확률이 더 높기 때문인 것으로 파악된다.On the other hand, the density of the
한편, 일 구현예에서는 상기 완성된 도전성 복합체(100)에 대하여, 상기의 침지 단계와 건조 단계를 반복 수행할지 여부를 판단하는 단계(S04)를 더 포함할 수도 있다. 상기 반복 수행 여부 판단 단계(S04)에서는 완성된 도전성 복합체(100)의 전기전도도, EMI 차폐율, 다공도를 판단 기준으로 설정할 수 있다.In one embodiment, the
완성된 도전성 복합체(100)는 용매 및 도전성 나노물질의 종류, 도전성 나노물질 혼합액의 양, 도전성 나노물질 혼합액 내 도전성 나노 물질의 함유량, 폴리머 기재(110)의 부피 등에 따라 다양한 도전성을 가질 수 있으므로, 도전성 복합체(100)의 용도에 따라 일정 수준 이상의 EMI 차폐 성능이 필요할 경우, 상기 침지 단계와 건조 단계를 수 회에 걸쳐 반복 수행함으로써 도전성 복합체(100) 내부 도전성 나노물질의 함량을 용이하게 조절할 수 있다.The completed conductive complex 100 may have various conductivity depending on the type of the solvent and the conductive nanomaterial, the amount of the conductive nanomaterial mixture, the content of the conductive nanomaterial in the conductive nanomaterial mixture, and the volume of the
일 구현예에서 도전성 복합체(100)의 추가적인 침지 및 건조 과정을 하나의 단위 사이클(unit cycle)로 볼 경우, 상기 단위 사이클은, 예를 들어 1 회 내지 100 회, 예를 들어 예를 들어 1 회 내지 80 회, 예를 들어 1 회 내지 70 회, 예를 들어 1 회 내지 60 회, 예를 들어 1 회 내지 50 회 가량 반복 수행될 수 있다. In one embodiment, the process of further immersion and drying of the
이상에서 살펴본 바와 같이, 일 구현예에 따른 도전성 복합체 제조 방법을 이용하면 다공성 폴리머 기재를 기반으로 하므로 비교적 낮은 밀도를 가지면서도, EMI 차폐 성능을 용이하게 조절할 수 있는 도전성 복합체(100)를 제조할 수 있다.As described above, the conductive composite material according to one embodiment of the present invention can be manufactured with a relatively low density because it is based on a porous polymer substrate, and can easily control EMI shielding performance. have.
이하, 실시예를 통해 상기 구현예들을 설명한다. 그러나, 이들 실시예들은 상기 구현예를 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로써 본 발명이 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the embodiments will be described with reference to embodiments. However, these embodiments are only intended to illustrate or explain the embodiments, and the present invention is not limited thereto.
실시예Example 1: 셀룰로오스-은 1: cellulose-silver 나노와이어Nanowire (( AgNWAgNW ) 복합체 제조) Composite Manufacturing
[1] 약 1 ㎛ 내지 약 50 ㎛ 의 직경을 갖는 셀룰로오스 섬유가 다양한 방향으로 3차원적으로 얽혀 160 ㎛ 의 두께와 63 % 내지 66 % 의 기공률을 갖는 셀룰로오스 종이(cellulose paper)를 준비한다.[1] Cellulose fibers having a diameter of about 1 μm to about 50 μm are three-dimensionally entangled in various directions to prepare a cellulose paper having a thickness of 160 μm and a porosity of 63% to 66%.
[2] 이와 별개로, 은 나노와이어(AgNW) 0.1 중량%이 수용액에 분산된 AgNW 수용액 1 L를 을 준비한다. [2] Separately, 1 L of AgNW aqueous solution in which 0.1 wt% of silver nanowire (AgNW) is dispersed in an aqueous solution is prepared.
[3] 준비된 셀룰로오스 종이를 상기 0.1 중량% 의 AgNW 수용액이 담긴 용기에 3 초 동안 침지시켜, 셀룰로오스 종이의 모든 영역에 걸쳐 AgNW를 분산시킨다. 이후, 침지된 셀룰로오스 종이를 용기로부터 건져내어 60 ℃ 의 온도를 갖는 건조 공기(dry air)를 15 분간 공급, 건조함으로써, 셀룰로오스-AgNW 복합체를 얻는다. 상기 복합체는 AgNW 집합층이 셀룰로오스 섬유의 표면을 둘러싸고 있는 형상을 나타내며, AgNW는 표면으로부터 내부로 갈수록 점차 감소하는 밀도 구배를 갖는다. [3] The prepared cellulose paper was immersed in a container containing the 0.1 wt% aqueous solution of AgNW for 3 seconds to disperse AgNW over all areas of the cellulose paper. Subsequently, the immersed cellulose paper is taken out of the container, dried air having a temperature of 60 DEG C is supplied for 15 minutes and dried to obtain a cellulose-AgNW complex. The composite exhibits a shape in which the AgNW aggregate layer surrounds the surface of the cellulose fiber, and the AgNW has a gradually decreasing density gradient from the surface to the inside.
평가 1: Rating 1: 실시예Example 1의 기본 물성 1 Basic Properties
[1] 실시예 1을 통해 제조된 복합체에 상기의 침지 및 건조 조건과 동일한 침지-건조 단위 사이클을 50 회 반복 수행한다. 이때, 상기 침지-건조 단위 사이클을 1 회, 3 회, 5 회, 10 회, 20 회, 30 회, 및 50 회 수행한 지점에서, 복합체의 겉보기 두께(apparent thickness), 복합체 표면에 형성된 은 나노와이어 집합층 두께, 겉보기 밀도(apparent density), 및 기공률을 각각 측정, 또는 계산하여 표 1로 나타낸다. [1] The composite prepared in Example 1 is repeatedly subjected to the same immersing-drying unit cycle as the immersion and drying conditions described above 50 times. At this time, at the points where the immersing-drying unit cycle was performed at 1 time, 3 times, 5 times, 10 times, 20 times, 30 times, and 50 times, the apparent thickness of the composite, The wire assembly layer thickness, apparent density, and porosity are measured or calculated, respectively, and are shown in Table 1.
[2] 한편, 실시예 1과의 비교를 위해, 실시예 1의 [1]에서 준비했던 가공되지 않은 셀룰로오스 종이에 대하여 상기 물성들을 한차례 더 측정한 후, 표 1에 나타낸다.On the other hand, for comparison with Example 1, the properties of the untreated cellulose paper prepared in [1] of Example 1 were measured once more and are shown in Table 1.
[3] 표 1은 아래와 같다.[3] Table 1 shows the following.
AgNW 집합층 두께 (㎛)Formed on the surface of the composite
AgNW Aggregate layer thickness (占 퐉)
(g/cm3)Apparent density
(g / cm 3)
(%)Porosity
(%)
(셀룰로오스 종이)NA
(Cellulose paper)
(표 1에서, NA는 "Not Available"을 의미함.)(In Table 1, NA stands for "Not Available.")
상기 표 1에서, 겉보기 밀도는 복합체의 부피 대비 실측 중량을 계산한 결과이다. 표 1에서, 기공률(porosity)은 아래 식 1에 의하여 산출된 값이다.In Table 1, the apparent density is a result of calculating the actual weight relative to the volume of the composite. In Table 1, the porosity is a value calculated by the following equation (1).
상기 식 1에서, σcom 은 셀룰로오스 종이 내부의 기공이 셀룰로오스에 의해 전부 메워졌다고 가정했을 때의 복합체 밀도이고, σap 은 표 1의 겉보기 밀도를 나타낸 것이다. σcom 산출 과정에서, 셀룰로오스의 밀도와 AgNW의 밀도는 각각 10.49 g/cm3 와 1.50 g/cm3 라고 가정한다.In the above formula (1),? Com is the density of the composite on the assumption that the pores in the cellulose paper are completely filled with cellulose, and? Ap is the apparent density in Table 1. σ com In the calculation, it is assumed that the density of cellulose and the density of AgNW are 10.49 g / cm 3 and 1.50 g / cm 3 , respectively.
[4] 표 1을 참고하면, 상기 단위 사이클의 반복 수행 횟수가 늘어날수록, 복합체의 겉보기 두께는 미세하지만 조금씩 늘어남을 확인할 수 있다. 또한, 두께의 편차도 일반적인 셀룰로오스 종이와 대비하여 크지 않은 수준임을 확인할 수 있다.[4] Referring to Table 1, it can be seen that as the number of repetitions of the unit cycle increases, the apparent thickness of the composite tends to increase slightly. Also, it can be confirmed that the thickness variation is not so large as compared with general cellulose paper.
한편, 복합체 표면에 형성된 AgNW 집합층의 두께는 반복 수행 횟수가 늘어날수록 점차 증가하는 양상을 확인할 수 있으나, 겉보기 밀도는 오히려 0.50 g/cm3 내지 0.56 g/cm3 이하로 일정한 수준을 유지하는 것을 확인할 수 있다. 이는 상기 단위 사이클의 반복 수행 횟수의 증가에 따라 복합체의 부피와 실측 중량이 비슷한 수준으로 증가하기 때문인 것으로 추측된다. 즉, 복합체 내에서 AgNW 집합층이 차지하는 비율이 증가하더라도, 복합체가 일정한 수준의 밀도를 유지하고 있음을 확인할 수 있다.On the other hand, the thickness of the AgNW aggregate layer formed on the surface of the composite gradually increases as the number of iterations is increased, but the apparent density is maintained at a constant level of 0.50 g / cm 3 to 0.56 g / cm 3 Can be confirmed. This is presumed to be due to the increase in volume and actual weight of the composite to the same level as the number of repetitions of the unit cycle increases. That is, even though the proportion of the AgNW aggregate layer in the composite increases, it can be confirmed that the composite maintains a certain level of density.
평가 2: Evaluation 2: 실시예Example 1의 전기전도도 특성 1 Electrical Conductivity Characteristics
[1] 상기 실시예 1을 통해 제조된 복합체에 상기의 침지 및 건조 조건과 동일한 침지-건조 단위 사이클을 50 회 반복 수행한다. 이때, 상기 침지-건조 단위 사이클을 1 회, 3 회, 5 회, 10 회, 20 회, 30 회, 및 50 회 수행한 지점에서, 복합체의 동일한 표면 상 임의의 두 접촉점을 통해 0.3 V 의 전압을 인가하면서, 복합체의 평면 방향에 대한 실측 전기전도도(practical electro-conductivity, practical EC)를 측정한 후, 도 8에 나타낸다. [1] The same immersion-drying unit cycle as that of the above-mentioned immersion and drying is repeated 50 times in the composite prepared in Example 1 above. At this point, at the point where the immersion-dried unit cycle was performed at 1 time, 3 times, 5 times, 10 times, 20 times, 30 times, and 50 times, a voltage of 0.3 V (Practical electro-conductivity, practical EC) with respect to the planar direction of the composite is measured while applying the dielectric ceramic composition shown in Fig.
또한, 상기 평가 1에서 산출된 겉보기 두께와 겉보기 밀도를 이용하여, 각 지점별 평면 방향 겉보기 전기전도도(apparent electro-conductivity, apparent EC)를 계산한 후, 도 8에 나타낸다.8, after calculating the apparent electro-conductivity (apparent EC) in each plane by using the apparent thickness and the apparent density calculated in the
[2] 한편, 상기 침지-건조 단위 사이클을 1 회, 3 회, 5 회, 10 회, 20 회, 30 회 및 50 회 수행한 지점에서, 복합체의 서로 마주보는 두 표면 각각에 대하여 접촉점을 설정하고 0.3 V 의 전압을 인가하면서, 복합체의 두께 방향에 대한 실측 전기전도도(practical electro-conductivity, practical EC)를 측정한 후, 도 9에 나타낸다.On the other hand, at a point where the immersion-drying unit cycle is performed at 1 time, 3 times, 5 times, 10 times, 20 times, 30 times and 50 times, contact point is set for each of two opposing surfaces of the composite And the practical electro-conductivity (practical EC) of the composite in the thickness direction is measured while applying a voltage of 0.3 V, and is shown in Fig.
또한, 상기 평가 1에서 산출된 겉보기 두께와 겉보기 밀도를 이용하여, 각 지점별 두께 방향 겉보기 전기전도도(apparent electro-conductivity, apparent EC)를 계산한 후, 도 9에 나타낸다.The apparent electrical conductivity (apparent EC) in the thickness direction at each point is calculated using the apparent thickness and the apparent density calculated in the above-described
[3] 한편, 상기 평가 2의 [1], [2] 와의 비교를 위해, 실시예 1의 [1]에서 준비했던 가공되지 않은 셀룰로오스 종이에 대하여 평면 방향과 두께 방향의 겉보기 전기전도도를 더 측정한 후, 이를 도 8과 도 9에 각각 다이아몬드 점으로 표시한다. On the other hand, for comparison with the above-mentioned evaluation 2 [1] and [2], the apparent electrical conductivity in the planar direction and the thickness direction of the untreated cellulose paper prepared in [1] This is indicated by diamond points in FIGS. 8 and 9, respectively.
[4] 도 8과 도 9는 일 구현예에 따른 도전성 복합체의 침지-건조 단위 사이클 반복 수행 횟수에 따른 전기전도도(electro-conductivity, EC)의 관계를 나타낸 그래프로서 도 8은 도전성 복합체의 평면 방향(plane direcntion), 도 9는 도전성 복합체의 두께 방향(thickness direction) 전기전도도를 각각 나타낸 것이다.FIGS. 8 and 9 are graphs showing the relationship between the electroconductivity (EC) according to the number of repeated cycles of immersion-drying unit cycles of the conductive composite according to one embodiment. FIG. (plane direcntion), and Fig. 9 shows electrical conductivity in the thickness direction of the conductive composite, respectively.
[5] 도 8을 참고하면, 복합체의 평면 방향 실측 전기전도도(practical EC)는 겉보기 전기전도도(apparent EC)보다 약 20 배 내지 약 100 배 가량 높으며, 단위 사이클 반복 횟수가 증가함에 따라 편차가 약 100 배로부터 약 20 배에 이르기까지 점점 감소하는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 8, the practical EC of the composite in a plane direction is about 20 times to about 100 times higher than the apparent EC, and the deviation is about as weak as the number of repetitions of the unit cycle is increased And it is gradually decreased from 100 times to about 20 times.
이는 AgNW가 복합체 표면으로부터 내부를 향해 점차 감소하는 밀도 구배를 갖기 때문인 것으로 파악된다.This is because AgNW has a decreasing density gradient from the composite surface toward the interior.
또한, 단위 사이클의 반복 횟수가 증가함에 따라 겉보기 전기전도도와 실측 전기전도도 모두 점점 증가하였다가, 일정한 수준으로 유지되는 것을 확인할 수 있으며, 복합체는 사실상 도전성을 띄지 않는 셀룰로오스 종이(약 약 10-7 g/cm3 의 전기전도도)와는 달리, 평면 방향으로 도전성을 가짐을 알 수 있다.As the number of repetitions of the unit cycle increases, both the apparent electrical conductivity and the measured electrical conductivity increase gradually, and it can be confirmed that the electrical conductivity is maintained at a constant level. The composite body is substantially made of a cellulose paper (about 10 -7 g / cm < 3 >), it has conductivity in the plane direction.
[6] 도 9를 참고하면, 복합체의 두께 방향 겉보기 전기전도도(apparent EC)는 실측 전기전도도(practical EC)보다 약 20 배 내지 약 100 배 가량 높으며, 단위 사이클 반복 횟수가 증가함에 따라 편차가 약 100 배로부터 약 20 배에 이르기까지 점점 감소하는 것을 확인할 수 있다. 이는 AgNW가 복합체 표면으로부터 내부를 향해 점차 감소하는 밀도 구배를 갖기 때문인 것으로 파악된다.Referring to FIG. 9, the apparent EC in the thickness direction of the composite is about 20 times to about 100 times higher than the practical EC (practical EC), and as the number of repeating unit cycles increases, And it is gradually decreased from 100 times to about 20 times. This is because AgNW has a decreasing density gradient from the composite surface toward the interior.
또한, 단위 사이클의 반복 횟수가 증가함에 따라 겉보기 전기전도도와 실측 전기전도도 모두 점점 증가하였다가, 일정한 수준으로 유지되는 것을 확인할 수 있으며, 복합체는 사실상 도전성을 띄지 않는 셀룰로오스 종이(약 약 10-12 g/cm3 의 전기전도도)와는 달리, 두께 방향으로도 도전성을 가짐을 알 수 있다.Also, as the number of repetitions of the unit cycle increases, both the apparent electrical conductivity and the measured electrical conductivity increase gradually, and it can be confirmed that the electrical conductivity is maintained at a constant level. The composite body is substantially made of a cellulose paper (about 10 -12 g / cm < 3 >), it can be seen that it has conductivity also in the thickness direction.
평가 3: Rating 3: 실시예Example 1의 EMI 차폐율(Shielding Effectiveness, SE) 특성 1 EMI Shielding Effectiveness (SE) Characteristics
[1] 실시예 1을 통해 제조된 복합체에 상기의 침지 및 건조 조건과 동일한 침지-건조 단위 사이클을 50 회 반복 수행한다. 이때, 상기 침지-건조 단위 사이클을 1 회, 3 회, 5 회, 10 회, 20 회, 30 회, 및 50 회 수행한 지점에서, 1.0 GHz의 주파수를 갖는 전자파에 대한 복합체의 전자파 반사 계수(reflectivity, R), 전자파 흡수 계수(absorptivity, A), 및 전자파 투과 계수(transmissivity, T)를 각각 측정하여 도 10에 나타낸다. [1] The composite prepared in Example 1 is repeatedly subjected to the same immersing-drying unit cycle as the immersion and drying conditions described above 50 times. At this time, the electromagnetic wave reflection coefficient of the complex for the electromagnetic wave having a frequency of 1.0 GHz at the point where the immersion-drying unit cycle was performed once, three times, five times, ten times, 20 times, 30 times, reflectivity (R), electromagnetic wave absorptivity (A), and electromagnetic wave transmission coefficient (T) are shown in FIG.
또한, 참고를 위하여, 평가 2에서 측정한 평면 방향의 겉보기 전기전도도(apparent EC)를 도 10에 함께 나타낸다.In addition, for reference, the apparent EC in the planar direction measured in Evaluation 2 is shown together in Fig.
[2] 도 10은 일 구현예에 따른 도전성 복합체의 침지-건조 단위 사이클 반복 수행 횟수에 따른 전기 전도도, 전자파 반사계수, 전자파 흡수계수, 및 전자파 투과계수의 관계를 나타낸 그래프이다.[2] FIG. 10 is a graph showing the relationship between electric conductivity, electromagnetic wave reflection coefficient, electromagnetic wave absorption coefficient, and electromagnetic wave transmission coefficient according to the number of repeated cycles of the immersion-drying unit cycle of the conductive composite according to one embodiment.
[3] 도 10을 참고하면, 침지-건조 단위 사이클 수행 횟수가 증가함에 따라 겉보기 전기전도도(apparent EC)가 상승하며, 이에 따라 전자파 반사계수는 급격히 상승하여, 약 0.95 (약 95 %)에 수렴하는 모습을 나타냄을 확인할 수 있다. 반면, 전자파 흡수계수는 전기전도도의 증가에 따라 오히려 감소하여, 약 0.05 (약 5 %)에 수렴하는 모습을 나타낸다. 한편, 전자파 투과 계수는 전기 전도도의 증가에 따라 급감하여, 0 (0 %)을 나타내는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 10, the apparent EC increases with an increase in the number of immersion-drying unit cycles, and accordingly, the electromagnetic wave reflection coefficient sharply increases and converges to about 0.95 (about 95%). As shown in FIG. On the other hand, the electromagnetic wave absorption coefficient decreases rather than increases with the electric conductivity, and the electromagnetic wave absorption coefficient converges to about 0.05 (about 5%). On the other hand, it can be confirmed that the electromagnetic wave permeability coefficient decreases rapidly as the electrical conductivity increases, indicating 0 (0%).
즉, EMI 차폐율 특성과 연관된 전자파 반사율, 전자파 흡수율, 및 전자파 투과율은 복합체의 겉보기 전기전도도(apparent EC)에 의존함을 확인할 수 있으며, 침지-건조 단위 사이클 수행 횟수가 증가함에 따라 겉보기 전기전도도(apparent EC)가 상승함으로써, EMI 차폐 성능이 우수할 것임을 예측할 수 있다.That is, it can be confirmed that the electromagnetic wave reflectance, the electromagnetic wave absorption rate, and the electromagnetic wave transmittance associated with the EMI shielding characteristic depend on the apparent EC of the composite, and the apparent electric conductivity (apparent EC) apparent EC), it can be predicted that the EMI shielding performance will be excellent.
[4] 한편, 상기 침지-건조 단위 사이클을 1 회, 3 회, 5 회, 10 회, 20 회, 30 회, 및 50 회 수행한 지점에서, 1.0 GHz의 주파수를 갖는 전자파에 대한 복합체의 전자파 흡수율, 전자파 반사율, 및 총 EMI 차폐율을 각각 측정하여, 이를 도 11에 나타낸다. 또한, 전술한 복합체의 겉보기 전기전도도(apparent EC)를 이용하여 이론적인 총 EMI 차페율을 산출하여, 도 11에 함께 나타낸다. On the other hand, at a point where the immersion-drying unit cycle was performed once, three times, five times, ten times, 20 times, 30 times, and 50 times, the electromagnetic wave of the complex for electromagnetic waves having a frequency of 1.0 GHz The absorptivity, the electromagnetic wave reflectance, and the total EMI shielding rate, respectively, are measured and shown in Fig. In addition, the theoretical total EMI percentage is calculated using the apparent EC of the above-described complex, and is shown together in FIG.
이론적인 총 EMI 차페율의 산출 과정은, 아래 식 2와 같다.The theoretical calculation of the total EMI rejection rate is shown in Equation 2 below.
상기 식 2에서, Z0는 공기의 임피던스로 120π (Ω) 을, t는 복합체의 두께를, σ 는 복합체의 겉보기 전기전도도를 각각 나타낸다.In the formula (2), Z 0 represents an impedance of air of 120? (?), T represents the thickness of the composite, and? Represents the apparent electrical conductivity of the composite.
[5] 도 11은 일 구현예에 따른 도전성 복합체의 침지-건조 사이클 반복 수행 횟수에 따른 EMI 차폐율(Shielding Effectiveness, SE)을 나타낸 그래프이다. 도 11에서는, 실제 측정된 복합체의 전자파 반사율을 SER로, 실제 측정된 복합체의 전자파 흡수율을 SEA로, 전자파 반사율과 전자파 흡수율을 합한 도전성 복합체의 총 EMI 차폐율 측정값을 SEtot(Mea)로, 겉보기 전기전도도(apparent EC)를 이용하여 산출한 이론적인 총 EMI 차폐율을 SEtot(Cal)로 각각 표시한다.[5] FIG. 11 is a graph showing an EMI shielding effectiveness (SE) according to the number of repetitions of the immersion-drying cycle of the conductive composite according to one embodiment. 11, SE tot (MEa) is the total EMI shielding ratio measurement value of the conductive composite material obtained by combining the actually measured electromagnetic wave reflectance of the composite with SE R , the electromagnetic wave absorption rate of the actually measured composite with SE A , the electromagnetic wave reflectance and the electromagnetic wave absorption rate, , The theoretical total EMI shielding rate calculated using the apparent EC is denoted as SE tot (Cal), respectively.
[6] 도 11을 참고하면, 침지-건조 단위 사이클 반복 횟수가 증가하면서 전자파 반사도와 전자파 흡수도가 각각 점진적으로 증가하는 것을 확인할 수 있다. 이에 따라, 전자파 반사도와 전자파 흡수도를 합한 총 EMI 차폐율 또한 점진적으로 증가하는 것을 확인할 수 있다. [6] Referring to FIG. 11, it can be seen that the electromagnetic wave reflectance and the electromagnetic wave absorbance gradually increase with an increase in the number of repetitions of immersion-drying unit cycles. As a result, it can be seen that the total EMI shielding ratio, which is the sum of the electromagnetic wave reflectivity and the electromagnetic wave absorbance, also gradually increases.
한편, 측정값인 SEtot(Mea)과, 이론값인 SEtot(Cal)은 거의 비슷한 수준의 EMI 차폐율을 나타내며, 도전성 복합체의 침지-건조 사이클을 50 회 반복 수행 시, 약 48.6 dB 의 EMI 차페도를 나타냄을 확인할 수 있다.On the other hand, SE tot (Mea), which is the measured value, and SE tot (Cal), which is the theoretical value, show an EMI shielding ratio of almost the same level. When the immersing-drying cycle of the conductive complex is repeated 50 times, EMI It can be confirmed that the vehicle is represented by a pedal.
비교예Comparative Example 1: 셀룰로오스- 1: Cellulose- 다중벽Multiwall 탄소나노튜브( Carbon nanotubes ( MWNTMWNT ) 복합체 제조) Composite Manufacturing
[1] 표백된 활엽수 크래프트 펄프 50 중량%과 표백된 침엽수 크래프트 펄프 50 중량%을 물에 분산시킨 후, 고해도(叩解度)가 500 mL 를 만족할 때까지 처리한다.[1] 50% by weight of bleached hardwood kraft pulp and 50% by weight of bleached softwood kraft pulp are dispersed in water and treated until the degree of beating reaches 500 mL.
[2] 이와 별도로, 평균 직경이 10 nm, 평균 길이가 1.5 ㎛ 인 다중벽 탄소나노튜브(Nanocyl S.A. (Nanocyl 7000))가 음이온 계면활성제에 1 % 분산된 탄소나노튜브 분산액을 준비한다. [2] Separately, a carbon nanotube dispersion in which 1% of a multi-wall carbon nanotube (Nanocyl 7000) having an average diameter of 10 nm and an average length of 1.5 μm is dispersed in an anionic surfactant is prepared.
[3] 이후, 처리된 펄프에 탄소나노튜브 분산액, 및 2 % 양이온화된 전분 정착 수용액(Neotack L-1, Nihon Shokuhin Kako Co.,Ltd.)을 넣고 혼합한 후, 건조시킴으로써 셀룰로오스- MWNT 복합체를 제조한다. 제조된 셀룰로오스-MWNT 복합체에서는 MWNT가 셀룰로오스 섬유의 표면 상에 네트워크를 형성하고 있다. [3] Thereafter, a carbon nanotube dispersion and a 2% cationized starch fixation aqueous solution (Neotack L-1, Nihon Shokuhin Kako Co., Ltd.) were added to the treated pulp, and the mixture was dried to prepare a cellulose-MWNT complex . In the prepared cellulose-MWNT composite, the MWNT forms a network on the surface of the cellulose fiber.
한편, 제조된 셀룰로오스- MWNT 복합체는 160 ㎛ 의 두께를 갖는다.Meanwhile, the prepared cellulose-MWNT composite has a thickness of 160 탆.
[4] 제조된 셀룰로오스- MWNT 복합체에 대하여, 전체 중량 대비 다중벽 탄소나노튜브의 중량%, 복합체의 겉보기 밀도, 평면 방향 겉보기 전기 전도도, 1.0 GHz의 주파수를 갖는 전자파의 침투 깊이(skin depth)와, 상기 전자파에 대한 총 EMI 차폐율(측정값)을 각각 측정하고, 이를 표 2에 나타낸다. 또한, 측정된 겉보기 밀도 대비 총 EMI 차폐율(측정값)을 도 12에 나타낸다. The cellulosic-MWNT composites were prepared in the same manner as in Example 1 except that the weight ratio of the multi-walled carbon nanotubes to the total weight, the apparent density of the composite, the apparent electric conductivity in the planar direction, the penetration depth of electromagnetic waves having a frequency of 1.0 GHz, , And the total EMI shielding rate (measured value) with respect to the electromagnetic wave, respectively, are shown in Table 2. In addition, the total EMI shielding ratio (measured value) with respect to the measured apparent density is shown in Fig.
비교예Comparative Example 2: 고무- 2: Rubber- MWNTMWNT 복합체 제조 Composite manufacturing
[1] 길이 1 mm, 직경 3nm, 순도 99.98 % 이상의 단일벽 탄소나노튜브(SWNT)로서, 초성장(super-growth)법에 의해 얻어진 SWNT 30 mg과, 이온액(1-부틸-3-메틸이미다조늄비스(트리플로로메탄술포닐)이미드, BMITFSI) 60 mg과, 4-메틸-2-펜탄온 20 mg 을 20 ℃ 에서 자기 교반기를 이용하여 700 rpm 이상으로 16 시간 동안 교반한다. [1] 30 mg of SWNT obtained by a super-growth method as a single-walled carbon nanotube (SWNT) having a length of 1 mm, a diameter of 3 nm and a purity of 99.98% 60 mg of imidazinium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (BMITFSI) and 20 mg of 4-methyl-2-pentanone are stirred at a temperature of 20 캜 for 16 hours at 700 rpm or more using a magnetic stirrer.
[2] 이후, 교반이 완료된 혼합액을 고압 제트 밀링 균질기(Nano-jel pal, JN10, Jokoh)에 투입하여 60 MPa의 조건으로 처리하여, 흑색의 페이스트형 물질(paste-like substance)을 얻는다.[2] Thereafter, the mixed solution is added to a high-pressure jet milling homogenizer (Nano-gel pal, JN10, Jokoh) and treated at 60 MPa to obtain a black paste-like substance.
[3] 얻어진 페이스트형 물질에 4-메틸-2-펜탄온 80 ml와 불소 첨가 공중합체로서 비닐리덴플로라이드-테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 (분자량 50 내지 1500 mg)을 혼합하고 25 ℃에서 16 시간 동안 교반한 후, 유리판에 드롭 캐스팅하고, 6 시간 동안 공기를 이용하여 건조시킴으로써 고무-SWNT 젤(gel)을 얻는다. 얻어진 고무-SWNT 젤은 약 10 Pas의 점성을 갖는다. 이후, 고무-SWNT 젤을 12 시간동안 공기를 이용하여 추가적으로 건조시킴으로써, 고무-SWNT 복합체를 얻는다. 제조된 고무-SWNT 복합체는 160 ㎛ 의 두께를 갖는다.[3] To the obtained paste-like material, 80 ml of 4-methyl-2-pentanone and vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene (molecular weight: 50 to 1500 mg) as a fluorine- For 16 hours, drop cast on a glass plate, and dried using air for 6 hours to obtain a rubber-SWNT gel. The resulting rubber-SWNT gel has a viscosity of about 10 Pas. Thereafter, the rubber-SWNT gel is further dried using air for 12 hours to obtain a rubber-SWNT composite. The prepared rubber-SWNT composite has a thickness of 160 탆.
[4] 제조된 고무-SWNT 복합체에 대하여, 전체 중량 대비 SWNT의 중량%, 복합체의 겉보기 밀도, 평면 방향 겉보기 전기 전도도, 1.0 GHz의 주파수를 갖는 전자파의 침투 깊이(skin depth)와, 상기 전자파에 대한 총 EMI 차폐율(측정값)을 각각 측정하고, 이를 표 2에 나타낸다. 또한, 측정된 겉보기 밀도 대비 총 EMI 차폐율(측정값)을 도 12에 나타낸다. [4] For the rubber-SWNT composite thus prepared, the weight% of SWNT, the apparent density of the composite, the apparent electrical conductivity in the planar direction, the skin depth of the electromagnetic wave having a frequency of 1.0 GHz, And the total EMI shielding rate (measured value) for each of them is measured and shown in Table 2. In addition, the total EMI shielding ratio (measured value) with respect to the measured apparent density is shown in Fig.
비교예Comparative Example 3: 에폭시- 3: Epoxy- 단일벽Single wall 탄소나노튜브( Carbon nanotubes ( SWNTSWNT ) 복합체 제조) Composite Manufacturing
[1] 상업적으로 입수 가능한 비스페놀 A-타입의 에폭시 레진(618 type, Tianjin Resin Company)과 아민계 경화제[(C17H31CONH(C2H4NH)2H)2](Tianjin Ningping Chemical Co., LTD, MODEL: A022-2)를 2 : 1 의 비율로 혼합한 폴리머 혼합물을 얻는다.[1] Commercially available bisphenol-A- type epoxy resin (type 618, Tianjin Resin Company) with an amine-based curing agent [(C 17 H 31 CONH ( C 2 H 4 NH) 2 H) 2] (Tianjin Ningping Chemical Co , LTD., MODEL: A022-2) at a ratio of 2: 1 to obtain a polymer mixture.
[2] 이와 별도로 직경이 1 nm 내지 2 nm 인 SWNT를 상온에서 초음파 세척기에 든 아세톤에 2 시간 동안 분산시켜 SWNT 현탁액을 얻는다. [2] Separately, SWNTs having diameters of 1 nm to 2 nm are dispersed in acetone in an ultrasonic washing machine at room temperature for 2 hours to obtain a SWNT suspension.
[3] SWNT 현탁액에 폴리머 혼합물과 아세톤 용액을 첨가하여 교반 후, 2 시간 동안 초음파 처리한다. 이후, 기계적 교반을 수행하면서 경화제를 더 투입한다. [3] The polymer mixture and the acetone solution are added to the SWNT suspension, and the mixture is stirred and ultrasonicated for 2 hours. Thereafter, a hardening agent is further added while performing mechanical stirring.
[4] 이후, 15 분 동안 초음파 처리를 수행한 후, 혼합된 반죽을 몰드에 쏟고, 아세톤 용액을 완전히 휘발시켜 에폭시-SWNT 복합체를 제조한다. 제조된 에폭시-SWNT 복합체는 160 ㎛ 의 두께를 갖는다.[4] After the ultrasonic treatment is performed for 15 minutes, the mixed dough is poured into a mold, and the acetone solution is completely volatilized to prepare an epoxy-SWNT complex. The prepared epoxy-SWNT composite has a thickness of 160 [mu] m.
[5] 제조된 에폭시-SWNT 에 대하여, 전체 중량 대비 SWNT의 중량%, 복합체의 겉보기 밀도, 평면 방향 겉보기 전기 전도도, 1.0 GHz의 주파수를 갖는 전자파의 침투 깊이(skin depth)와, 상기 전자파에 대한 총 EMI 차폐율(측정값)을 각각 측정하고, 이를 표 2에 나타낸다. 또한, 측정된 겉보기 밀도 대비 총 EMI 차폐율(측정값)을 도 12에 나타낸다. [5] With respect to the produced epoxy-SWNT, the weight% of SWNT, the apparent density of the composite, the apparent electric conductivity in the planar direction, the penetration depth of electromagnetic waves having a frequency of 1.0 GHz, The total EMI shielding rate (measured value) was measured and shown in Table 2. In addition, the total EMI shielding ratio (measured value) with respect to the measured apparent density is shown in Fig.
비교예Comparative Example 4: 4: 폴리디메틸실록산Polydimethylsiloxane (( PDMSPDMS )- ) - MWNTMWNT 복합체 제조 Composite manufacturing
[1] 나노복합체 형성을 위하여, 폴리디메틸실록산(PDMS, Sylgard 184, Dow Corning Company)과, 직경 10 nm 내지 20 nm, 길이 50 ㎛ 내지 200 ㎛ 를 갖는 다중벽 탄소나노튜브(MWNT, Hanwha Nanotech Inc.)를 각각 준비한다.(MWNT, Hanwha Nanotech Inc.) Having a diameter of 10 nm to 20 nm and a length of 50 μm to 200 μm were mixed with polydimethylsiloxane (PDMS, Sylgard 184, Dow Corning Company) .).
[2] 이후, 엘라스토머 기재와 경화제를 10 : 1의 중량비로 혼합하고, MWNT를 1 분 가량 더 혼합함으로써 MWNT 페이스트를 제조한다. MWNT 페이스트를 페이스트 믹서(Daehwa Tech, PDM-1k)을 이용하여 사전 교반하고, 이후 삼중-롤 밀링 기법(three roll mill, Torrey Hills Tech)을 이용하여 몇 분 가량 밀링을 수행하면서 점진적으로 롤 사이의 간격을 줄인다.[2] Thereafter, an elastomer substrate and a curing agent are mixed at a weight ratio of 10: 1, and MWNT is further mixed for one minute to prepare an MWNT paste. The MWNT paste was pre-stirred using a paste mixer (Daehwa Tech, PDM-1k) and then milled for several minutes using a three-roll mill (Torrey Hills Tech) Reduce spacing.
[3] 이후, 롤 밀링 처리된 MWNT 페이스트를 경화함으로써, PDMS 기재에 MWNT 가 복합화된 PDMS-MWNT 복합체를 제조한다. 제조된 PDMS-MWNT 복합체는 160 ㎛ 의 두께를 갖는다.[3] Then, the rolled-milled MWNT paste is cured to prepare a PDMS-MWNT composite in which MWNT is complexed on the PDMS substrate. The prepared PDMS-MWNT composite has a thickness of 160 탆.
[4] 제조된 PDMS-MWNT 복합체에 대하여, 전체 중량 대비 MWNT의 중량%, 복합체의 겉보기 밀도, 평면 방향 겉보기 전기 전도도, 1.0 GHz의 주파수를 갖는 전자파의 침투 깊이(skin depth)와, 상기 전자파에 대한 총 EMI 차폐율(측정값)을 각각 측정하고, 이를 표 2에 나타낸다. 또한, 측정된 겉보기 밀도 대비 총 EMI 차폐율(측정값)을 도 12에 나타낸다. [4] The PDMS-MWNT composite thus produced was evaluated for the weight% of MWNT, the apparent density of the composite, the apparent electric conductivity in the planar direction, the penetration depth of electromagnetic waves having a frequency of 1.0 GHz, And the total EMI shielding rate (measured value) for each of them is measured and shown in Table 2. In addition, the total EMI shielding ratio (measured value) with respect to the measured apparent density is shown in Fig.
비교예Comparative Example 5: 5: 에어로젤형Airgel type (( AerogelAerogel -like) 탄소-like carbon
[1] 상업적으로 입수 가능한 사탕수수 줄기로부터, 사탕수수 껍질과 마디(joint) 부분을 추출해 낸다. 이후, 추출된 물질들을 잘게 조각내어 테플론 처리된 스테인리스 스틸 재질의 오토클레이브(autoclave)에 투입된다. 이후, 오토클레이브를 180 ℃ 로 1 시간 동안 자연발생 압력 조건으로 가열처리한 후, 처리된 탄소질의 사탕수수 견본들을 약 80 ℃로 가열된 물에 10 시간 동안 침지하여 이물질을 제거한다. [1] Extract sugarcane peels and joints from commercially available sugarcane stems. Subsequently, the extracted materials are finely crushed and put into an autoclave made of Teflon-treated stainless steel. Thereafter, the autoclave is heated at 180 DEG C for 1 hour under a natural pressure condition, and then the treated carbonaceous sugarcane swatches are immersed in heated water at about 80 DEG C for 10 hours to remove foreign matter.
[2] 이후, 이물질이 제거된 견본들을 동결건조 처리하여 에어로젤형 탄소 중간체를 얻는다. 이후, 얻어진 에어로젤형 탄소 중간체를 관상로(tube furnace)에 넣고 800 ℃ 의 온도로 1 시간 동안 N2 분위기에서 열분해하여 에어로젤형 탄소를 제조한다. 제조된 에어로젤형 탄소는 160 ㎛ 의 두께를 갖는다.[2] Thereafter, the specimens from which the foreign substances are removed are freeze-dried to obtain an aerosol-type carbon intermediate. Then, the obtained aerogel-type carbon intermediate is placed in a tube furnace and pyrolyzed in an N 2 atmosphere at a temperature of 800 ° C for 1 hour to produce airgel-type carbon. The airgel type carbon produced has a thickness of 160 탆.
[3] 제조된 에어로젤형 탄소에 대하여, 복합체의 겉보기 밀도, 평면 방향 겉보기 전기 전도도, 1.0 GHz의 주파수를 갖는 전자파의 침투 깊이(skin depth)와, 상기 전자파에 대한 총 EMI 차폐율(측정값)을 각각 측정하고, 이를 표 2에 나타낸다. 또한, 측정된 겉보기 밀도 대비 총 EMI 차폐율(측정값)을 도 12에 나타낸다. [3] For the aerogel type carbon produced, the apparent density of the composite, the apparent electric conductivity in the planar direction, the penetration depth of the electromagnetic wave having a frequency of 1.0 GHz and the total EMI shielding rate (measured value) Respectively, and these are shown in Table 2. In addition, the total EMI shielding ratio (measured value) with respect to the measured apparent density is shown in Fig.
비교예Comparative Example 6: 6: 열분해된Pyrolyzed 박테리얼Bacterial 셀룰로오스 에어로젤- Cellulose Airgel - PDMSPDMS 복합체 제조 Composite manufacturing
[1] 코코넛 우유와 수크로오스 환경에서 아세토박터 자일리늄(Acetobacter xylinum)을 이용하여 약 1 %의 섬유를 포함하는 박테리얼 셀룰로오스 박피를 제조한다. [1] Bacterior cellulosic peels containing about 1% of fibers are prepared using ceton milk and acetoobacter xylinum in a sucrose environment.
[2] 제조된 박테리얼 셀룰로오스 박피들을 사각, 또는 장방형으로 절단하고, -196 ℃ 의 액화 질소로 동결한 후, 벌크 트레이 건조기를 이용하여 -48 ℃, 0.04 mbar 조건에서 동결 건조시킴으로써 박테리얼 셀룰로오스 에어로젤을 얻는다. [2] The prepared bacterial cellulose peels were cut into squares or rectangles, frozen with liquefied nitrogen at -196 ° C., and lyophilized at -48 ° C. and 0.04 mbar using a bulk tray drier to obtain bacterial cellulose aerogels .
[3] 이후, 얻어진 박테리얼 셀룰로오스 에어로젤을 600 ℃ 내지 1450 ℃ 의 온도를 갖는 유동성 아르곤을 이용하여 열분해함으로써, 검은색의 초 경량화된 열분해된 박테리얼 셀룰로오스 에어로젤을 얻는다. 열분해된 박테리얼 셀룰로오스 에어로젤 내부 섬유의 직경은 수 nm 내지 수십 nm 이다.[3] Thereafter, the obtained bacterial cellulose aerogels are pyrolyzed with flowing argon having a temperature of 600 ° C. to 1450 ° C. to obtain black super-lightweight pyrolyzed bacterial cellulose aerogels. The diameter of the fibers in the pyrolyzed bacterial cellulose aerogels is from several nanometers to several tens of nanometers.
[4] 이후, 얻어진 PDMS 프리-폴리머를 침투시켜 복합 중간체를 얻는다. 이후, 복합 중간체와 경화제로 실리콘 엘라스토머(Sylgard 184, Dow Corning Company)를 혼합 후, 2 시간 동안 탈기한다. 이후, 70 ℃로 1 시간 동안 열경화를 진행하여 열분해된 박테리얼 셀룰로오스 에어로젤-PDMS 복합체를 얻는다. 제조된 열분해된 박테리얼 셀룰로오스 에어로젤-PDMS 복합체는 160 ㎛ 의 두께를 갖는다.[4] Then, the obtained PDMS pre-polymer is infiltrated to obtain a complex intermediate. Thereafter, the silicone elastomer (Sylgard 184, Dow Corning Company) is mixed with the composite intermediate and the curing agent, followed by degassing for 2 hours. Thereafter, thermal curing is carried out at 70 DEG C for 1 hour to obtain pyrolyzed bacterial cellulose aerogel-PDMS complex. The pyrolyzed bacterial cellulose aerogel-PDMS composite thus prepared has a thickness of 160 탆.
[5] 제조된 열분해된 박테리얼 셀룰로오스 에어로젤-PDMS 복합체에 대하여, 복합체의 겉보기 밀도, 평면 방향 겉보기 전기 전도도, 1.0 GHz의 주파수를 갖는 전자파의 침투 깊이(skin depth)와, 상기 전자파에 대한 총 EMI 차폐율(측정값)을 각각 측정하고, 이를 표 2에 나타낸다. 또한, 측정된 겉보기 밀도 대비 총 EMI 차폐율(측정값)을 도 12에 나타낸다. For the pyrolytic bacterial cellulose aerosol-PDMS complex produced, the apparent density, the apparent electric conductivity in the planar direction, the penetration depth of the electromagnetic wave having a frequency of 1.0 GHz, and the total EMI The shielding rate (measured value) was measured and shown in Table 2. In addition, the total EMI shielding ratio (measured value) with respect to the measured apparent density is shown in Fig.
비교예Comparative Example 7: 셀룰로오스 에어로젤- 7: Cellulose aerogels - MWNTMWNT 복합체 제조 Composite manufacturing
[1] 다중벽 탄소나노튜브들을 계면활성제 양이온 계면활성제(Cetyl trimethy lammonium bromide, CTAB)를 이용, 325 W의 출력으로 15 분 가량 초음파 처리하여 증류수에 분산시킨다. CTAB과 MWNT 는 0.8 : 1.0 의 중량비를 가지며, MWNT 는 증류수 내에 고르게 분산되어 MWNT 현탁액을 형성한다. [1] Multiwalled carbon nanotubes were dispersed in distilled water using ultrasonic treatment at a power of 325 W for 15 minutes using a Cetyl trimethy lammonium bromide (CTAB) surfactant. CTAB and MWNT have a weight ratio of 0.8: 1.0 and MWNT is evenly dispersed in distilled water to form a MWNT suspension.
[2] 이후, NaOH 7 g 과 요소(Urea) 12 g을 MWNT 현탁액으로 투입하여 혼합하고, 혼합물을 영하 12.0 ℃ 로 사전 냉각시킨다. 이후, 셀룰로오스를 사전 냉각된 혼합물에 즉시 투입하고 3000 rpm 의 속도로 5 분 가량 교반하여, MWNT/셀룰로오스 용액을 얻는다. 얻어진 MWNT/셀룰로오스 용액에서, 셀룰로오스가 차지하는 중량비는 2.5 중량% 로 유지된다. [2] Then, 7 g of NaOH and 12 g of Urea are added to the MWNT suspension and mixed, and the mixture is pre-cooled to minus 12.0 ° C. Thereafter, the cellulose is immediately added to the pre-cooled mixture and stirred at a speed of 3000 rpm for about 5 minutes to obtain a MWNT / cellulose solution. In the MWNT / cellulose solution thus obtained, the weight ratio of cellulose is maintained at 2.5 wt%.
[3] 이후, MWNT/셀룰로오스 용액을 유리 몰드에 붓고, 70 ℃ 에서 24 시간 동안 교화(gelation) 시킨 후, 즉시 상온의 증류수가 든 조에 투입되어 NaOH와 요소가 제거된 셀룰로오스 복합 하이드로젤을 형성한다.[3] Thereafter, the MWNT / cellulose solution is poured into a glass mold and gelated at 70 ° C for 24 hours, and then immediately poured into a vessel containing distilled water at room temperature to form a cellulose complex hydrogel in which NaOH and urea are removed .
[4] 이후, 셀룰로오스 복합 하이드로젤을 액화 질소로 급속 동결한 후, 동결 건조기(FD-1A-50, Boyikang Instrument CO. LTD.,)에 투입하여 48 시간 동안 동결 건조 처리함으로써, 셀룰로오스 에어로젤-MWNT 복합체를 얻는다. 제조된 셀룰로오스 에어로젤-MWNT 복합체는 160 ㎛ 의 두께를 가지며, 셀룰로오스 에어로젤들 내부 셀룰로오스 네트워크들은 수 nm 내지 수십 nm 의 직경을 갖는다.[4] Thereafter, the cellulose composite hydrogel was rapidly frozen with liquefied nitrogen, and the suspension was added to a freeze drier (FD-1A-50, Boyikang Instrument CO. LTD.) And lyophilized for 48 hours to obtain a cellulose aerogel-MWNT To obtain a complex. The prepared cellulose aerogel-MWNT composite has a thickness of 160 [mu] m, and the cellulosic aerogels and inner cellulosic networks have a diameter of several nanometers to tens of nanometers.
[5] 제조된 셀룰로오스 에어로젤-MWNT 복합체에 대하여, 복합체의 겉보기 밀도, 평면 방향 겉보기 전기 전도도, 1.0 GHz의 주파수를 갖는 전자파의 침투 깊이(skin depth)와, 상기 전자파에 대한 총 EMI 차폐율(측정값)을 각각 측정하고, 이를 표 2에 나타낸다. 또한, 측정된 겉보기 밀도 대비 총 EMI 차폐율(측정값)을 도 12에 나타낸다. [5] For the prepared cellulose aerogels-MWNT composite, the apparent density of the composite, the apparent electrical conductivity in the planar direction, the penetration depth of the electromagnetic wave having a frequency of 1.0 GHz, and the total EMI shielding rate Value) were measured, respectively, and are shown in Table 2. In addition, the total EMI shielding ratio (measured value) with respect to the measured apparent density is shown in Fig.
비교예Comparative Example 8: 에폭시- 8: Epoxy- AgNWAgNW 복합체 제조 Composite manufacturing
[1] 폴리올(polyol) 법에 의해, 에틸렌글리콜과 질산은을 폴리비닐 피롤리돈과 혼합, 및 170 ℃로 가열함으로써 AgNW 를 얻는다. 형성된 AgNW 는 직경 100 nm 내지 200 nm, 길이 10 ㎛ 내지 15 ㎛ 를 갖는다. 이후, 제조된 AgNW를 에탄올에 분산시켜 AgNW 현탁액을 얻는다. [1] Ethylene glycol and silver nitrate are mixed with polyvinyl pyrrolidone by a polyol method and heated to 170 ° C to obtain AgNW. The AgNW formed has a diameter of 100 nm to 200 nm and a length of 10 mu m to 15 mu m. Thereafter, the prepared AgNW is dispersed in ethanol to obtain an AgNW suspension.
[2] 이후, AgNW 현탁액을 에폭시 레진(DGEBA type, NPEF-165, Nan-Ya Plastics Industrial Co.)에 혼합시켜 도전성 페이스트를 형성한다. 도전성 페이스트의 점성도는 8000 mPas 이상을 갖도록 조절된다. 또한, 혼합 과정에서 3-아미노프로필트리에톡시실란(APTES)을 첨가하여, 에폭시 레진 내부의 AgNW 분산을 촉진시킨다.[2] Thereafter, the AgNW suspension is mixed with an epoxy resin (DGEBA type, NPEF-165, Nan-Ya Plastics Industrial Co.) to form a conductive paste. The viscosity of the conductive paste is adjusted to have a viscosity of 8000 mPas or more. In addition, 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES) is added in the mixing process to promote dispersion of AgNW in the epoxy resin.
[3] 이후, 도전성 페이스트를 도포, 및 경화하여 에폭시-AgNW 복합체를 제조한다. 제조된 에폭시-AgNW 복합체는 160 ㎛ 의 두께를 갖는다.[3] Then, a conductive paste is applied and cured to produce an epoxy-AgNW composite. The prepared epoxy-AgNW composite has a thickness of 160 [mu] m.
[4] 제조된 에폭시-AgNW 복합체에 대하여, 전체 중량 대비 AgNW의 중량%, 복합체의 겉보기 밀도, 평면 방향 겉보기 전기 전도도, 1.0 GHz의 주파수를 갖는 전자파의 침투 깊이(skin depth)와, 상기 전자파에 대한 총 EMI 차폐율(측정값)을 각각 측정하고, 이를 표 2에 나타낸다. 또한, 측정된 겉보기 밀도 대비 총 EMI 차폐율(측정값)을 도 12에 나타낸다. [4] The epoxy-AgNW composite according to any one of [1] to [5], wherein the epoxy-AgNW composite has a weight% AgNW based on the total weight, an apparent density of the composite, an apparent electrical conductivity in a planar direction, a skin depth of an electromagnetic wave having a frequency of 1.0 GHz, And the total EMI shielding rate (measured value) for each of them is measured and shown in Table 2. In addition, the total EMI shielding ratio (measured value) with respect to the measured apparent density is shown in Fig.
비교예Comparative Example 9: 9: 폴리비닐알콜Polyvinyl alcohol -- AgNWAgNW 복합체 제조 Composite manufacturing
[1] 폴리올 법에 의해, 에틸렌글리콜과 질산은을 폴리비닐 피롤리돈과 혼합, 및 170 ℃로 가열함으로써 AgNW 를 얻는다. 형성된 AgNW 는 직경 100 nm 내지 200 nm, 길이 10 ㎛ 내지 15 ㎛ 를 갖는다. 이후, 제조된 AgNW를 에탄올에 분산시켜 AgNW 현탁액을 얻는다.[1] By the polyol method, AgNW is obtained by mixing ethylene glycol and silver nitrate with polyvinylpyrrolidone and heating to 170 ° C. The AgNW formed has a diameter of 100 nm to 200 nm and a length of 10 mu m to 15 mu m. Thereafter, the prepared AgNW is dispersed in ethanol to obtain an AgNW suspension.
[2] 이후, AgNW 현탁액을 폴리비닐알콜 레진(BF-15, Chang Chun Petrochemical Co.)에 혼합시켜 도전성 페이스트를 형성한다. 도전성 페이스트의 점성도는 8000 mPas 이상을 갖도록 조절된다. 또한, 혼합 과정에서 3-아미노프로필트리에톡시실란(APTES)을 첨가하여, 폴리비닐알콜 레진 내부의 AgNW 분산을 촉진시킨다.[2] Thereafter, the AgNW suspension is mixed with polyvinyl alcohol resin (BF-15, Chang Chun Petrochemical Co.) to form a conductive paste. The viscosity of the conductive paste is adjusted to have a viscosity of 8000 mPas or more. Further, 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES) is added in the mixing process to promote dispersion of AgNW in the polyvinyl alcohol resin.
[3] 이후, 도전성 페이스트를 도포, 및 경화하여 폴리비닐알콜-AgNW 복합체를 제조한다. 제조된 폴리비닐알콜-AgNW 복합체는 160 ㎛ 의 두께를 갖는다.[3] Then, a conductive paste is applied and cured to prepare a polyvinyl alcohol-AgNW composite. The polyvinyl alcohol-AgNW composite thus prepared has a thickness of 160 탆.
[4] 제조된 폴리비닐알콜-AgNW 복합체에 대하여, 전체 중량 대비 AgNW의 중량%, 복합체의 겉보기 밀도, 평면 방향 겉보기 전기 전도도, 1.0 GHz의 주파수를 갖는 전자파의 침투 깊이(skin depth)와, 상기 전자파에 대한 총 EMI 차폐율(측정값)을 각각 측정하고, 이를 표 2에 나타낸다. 또한, 측정된 겉보기 밀도 대비 총 EMI 차폐율(측정값)을 도 12에 나타낸다. [4] The polyvinyl alcohol-AgNW composite according to any one of [1] to [4], wherein the weight% of AgNW based on the total weight, the apparent density of the composite, the apparent electrical conductivity in the planar direction, the penetration depth of electromagnetic waves having a frequency of 1.0 GHz, The total EMI shielding rate (measured value) for electromagnetic waves was measured and shown in Table 2. In addition, the total EMI shielding ratio (measured value) with respect to the measured apparent density is shown in Fig.
비교예Comparative Example 10: 10: 폴리실리콘Polysilicon -구리 -Copper 나노와이어Nanowire (( CuNWCuNW ) 복합체 제조) Composite Manufacturing
[1] 양극 산화 처리를 통해, 직경 25 nm, 깊이 36 ㎛ 의 기공들을 갖는 다공성 알루미늄 산화물 템플릿을 합성한다. 기공들의 깊이는 양극 산화 처리 시간을 통해 조절 가능하다. [1] A porous aluminum oxide template having pores having a diameter of 25 nm and a depth of 36 탆 is synthesized through anodizing treatment. The depth of the pores is adjustable through anodizing time.
[2] 이후, 전착(electrodeposition) 공정을 통해 이후, 템플릿의 기공들 표면에 구리 나노와이어(CuNW)들을 형성한다. 이후, 템플릿을 1 M의 NaOH 수용액을 이용하여 식각하여 CuNW들을 템플릿으로부터 분리한다.[2] Thereafter, copper nanowires (CuNW) are formed on the surface of the pores of the template through an electrodeposition process. The template is then etched using a 1 M aqueous NaOH solution to separate the CuNWs from the template.
[3] 분리된 CuNW들을 메탄올에 투입한 후, 초음파 처리를 통해 분산시킴으로써, 높은 순도를 갖는, 다경절질의 CuNW(직경 25 nm) 현탁액을 얻는다.[3] Separated CuNWs are put into methanol and dispersed by ultrasonic treatment to obtain CuNW (
[4] 얻어진 CuNW 현탁액을 건조하여 CuNW 분말을 얻고, 상기 CuNW 분말을 폴리 실리콘 용액에 투입하여 교반하여, 폴리 실리콘- CuNW 혼합액을 얻는다. 이후, 중합체 형성 반응을 통해 CuNW들이 폴리 실리콘 분자들에 의해 둘러싸여 복합화된 중간체를 형성할 수 있다. 이후, 얻어진 중간체로부터 용매를 휘발시킨 후, 압축 성형함으로써 폴리실리콘-CuNW 복합체를 제조한다. 제조된 폴리실리콘- CuNW 복합체는 160 ㎛ 의 두께를 갖는다.[4] The obtained CuNW suspension is dried to obtain a CuNW powder, and the CuNW powder is put into a polysilicon solution and stirred to obtain a polysilicon-CuNW mixed solution. Thereafter, through the polymer formation reaction, the CuNWs can be surrounded by the polysilicon molecules to form a complexed intermediate. Thereafter, the solvent is volatilized from the obtained intermediate, and then subjected to compression molding to produce a polysilicon-CuNW composite. The prepared polysilicon-CuNW composite has a thickness of 160 탆.
[5] 제조된 폴리실리콘-CuNW 복합체에 대하여, 전체 중량 대비 CuNW의 중량%, 복합체의 겉보기 밀도, 평면 방향 겉보기 전기 전도도, 1.0 GHz의 주파수를 갖는 전자파의 침투 깊이(skin depth)와, 상기 전자파에 대한 총 EMI 차폐율(측정값)을 각각 측정하고, 이를 표 2에 나타낸다. 또한, 측정된 겉보기 밀도 대비 총 EMI 차폐율(측정값)을 도 12에 나타낸다. [5] For the produced polysilicon-CuNW composite, the weight% of CuNW, the apparent density of the composite, the apparent electric conductivity in the planar direction, the penetration depth of electromagnetic waves having a frequency of 1.0 GHz, (Measured value) of the EMI shielding ratio were measured, respectively, and they are shown in Table 2. In addition, the total EMI shielding ratio (measured value) with respect to the measured apparent density is shown in Fig.
비교예Comparative Example 11: 폴리이미드 폼- 11: polyimide foam- AgNWAgNW 복합체 제조 Composite manufacturing
[1] 폴리올(polyol) 법에 의해, 에틸렌글리콜과 질산은을 폴리비닐 피롤리돈과 혼합, 및 160 ℃로 가열함으로써 AgNW 를 얻는다. 형성된 AgNW 는 평균 직경 90 nm 와 평균 길이 7.1 ㎛ 을 갖는다. 이후, 제조된 AgNW를 에탄올에 분산시켜 AgNW 현탁액을 얻는다.[1] Ethylene glycol and silver nitrate are mixed with polyvinylpyrrolidone by a polyol method and heated to 160 ° C to obtain AgNW. The AgNW formed has an average diameter of 90 nm and an average length of 7.1 mu m. Thereafter, the prepared AgNW is dispersed in ethanol to obtain an AgNW suspension.
[2] 이후, AgNW 중 일부를 100 pphp(parts per hundred parts of anhydride by weight)의 N,N'-디메틸포름아미드(DMF)에 혼합하고, 초음파 분산기(bath sonicator)를 이용하여 60 분 동안 분산시킨다. [2] Thereafter, a part of the AgNW was mixed with 100 pphp (parts per hundred parts of anhydride by weight) of N, N'-dimethylformamide (DMF) and dispersed for 60 minutes using an ultrasonic disperser .
[3] 이후, 상기 분산된 AgNW 혼합물을 85 ℃의 N2 분위기 하에서 250 mL 부피의 플라스크에 첨가한다. 이후, 3,3',4,4'-벤조페논테트라카복실릭디아니드라이드(BTDA) 100 pphp, 가공 보조제로서 메탄올과 실리콘 오일(DC-193, Foshan Daoning Chemical Co. Ltd.), 폴리에틸렌글리콜 600 (PEG-600, Beijing Finechem.), 또는 이들의 조합을 40 pphp, 그리고 13 pphp 의 탈이온수를 칭량하여 AgMW 혼합물에 첨가한 후, 2 시간 동안 교반하여 AgNW가 균일하게 침전된 제1용액을 얻는다.[3] Then, the dispersed AgNW mixture is added to a 250-mL volumetric flask under an atmosphere of N 2 at 85 ° C. Thereafter, 100 pphp of 3,3 ', 4,4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride (BTDA), methanol and silicone oil (DC-193, Foshan Daoning Chemical Co. Ltd.), polyethylene glycol 600 PEG-600, Beijing Finechem.), Or a combination thereof is weighed to 40 pphp and 13 pphp of deionized water and added to the AgMW mixture, followed by stirring for 2 hours to obtain a first solution of AgNW uniformly precipitated.
[4] 이후, 제1용액을 25 ℃로 냉각한 후, 폴리아릴 폴리메틸렌 이소시아네이트(PAPI, PM-200, Yantai Wanhua Polyurethanes Co. Ltd.) 200 pphp를 더 첨가한 후, 약 2000 rpm 의 속도로 5 초 내지 15 초 간 고속 교반하여 즉시 몰드에 주입하고 약 5분에 걸쳐 자유 발포한다.After the first solution was cooled to 25 ° C, 200 pphp of polyaryl polymethylene isocyanate (PAPI, PM-200, Yantai Wanhua Polyurethanes Co. Ltd.) was further added, and then the solution was stirred at a speed of about 2000 rpm The mixture is stirred at a high speed for 5 to 15 seconds and immediately injected into a mold, followed by free foaming for about 5 minutes.
[5] 이후, 발포체를 진공 오븐으로 옮겨 250 ℃의 온도로 2 시간 동안 가열되어 이미드화 반응을 진행함으로써, 폴리이미드 폼-AgNW 복합체를 제조한다. 제조된 폴리이미드 폼-AgNW 복합체는 160 ㎛ 의 두께를 갖는다.[5] Thereafter, the foam is transferred to a vacuum oven and heated at a temperature of 250 ° C for 2 hours to carry out an imidation reaction, thereby preparing a polyimide foam-AgNW composite. The polyimide foam-AgNW composite thus prepared has a thickness of 160 mu m.
[6] 제조된 폴리이미드 폼-AgNW 복합체에 대하여, 복합체의 겉보기 밀도, 평면 방향 겉보기 전기 전도도, 1.0 GHz의 주파수를 갖는 전자파의 침투 깊이(skin depth)와, 상기 전자파에 대한 총 EMI 차폐율(측정값)을 각각 측정하고, 이를 표 2에 나타낸다. 또한, 측정된 겉보기 밀도 대비 총 EMI 차폐율(측정값)을 도 12에 나타낸다. For the polyimide foam-AgNW composite thus prepared, the apparent density of the composite, the apparent electrical conductivity in the planar direction, the penetration depth of the electromagnetic wave having a frequency of 1.0 GHz, and the total EMI shielding rate Measured values) are respectively measured and shown in Table 2. In addition, the total EMI shielding ratio (measured value) with respect to the measured apparent density is shown in Fig.
평가 4: Rating 4: 실시예Example 1과 1 and 비교예Comparative Example 1 내지 11의 물성 평가 Evaluation of physical properties of 1 to 11
[1] 도 12는 실시예 1의 도전성 복합체와 비교예 1 내지 11 의 겉보기 밀도 대비 총 EMI 차폐율(측정값)을 각각 나타낸 그래프이다. 실시예 1의 경우, 침지-건조 단위 사이클이 1 회, 3 회, 5 회, 10 회, 20 회, 30 회, 50 회 반복된 결과값이 화살표 방향을 따라 도 12에 순차적으로 표시되어 있다.[1] FIG. 12 is a graph showing the total EMI shielding ratio (measured value) of the conductive composite of Example 1 and Comparative Examples 1 to 11 in terms of apparent density. In the case of Example 1, the results of repeated immersion-drying unit cycles of 1, 3, 5, 10, 20, 30, and 50 times are sequentially shown in FIG. 12 along the arrow direction.
[2] 표 2는 아래와 같다.[2] Table 2 shows the following.
(중량%)Conductive material content
(weight%)
(g/cm3)Apparent density
(g / cm 3)
전기 전도도
(S/cm)surface
Electrical conductivity
(S / cm)
(㎛)Penetration depth
(탆)
(표 2에서, NA는 "Not Available"을 의미함.)(In Table 2, NA stands for "Not Available.")
[3] 표 2와 도 12를 함께 참고하면, 실시예 1의 경우, 침지-건조 단위 사이클을 50 회에 이르기까지 반복 수행하는 경우, 약 0.54 g/cm3 의 겉보기 밀도를 유지하면서도 총 EMI 차폐율을 크게 향상시킬 수 있는 것을 알 수 있다. 특히, 침지-건조 단위 사이클을 30 회, 및 50 회 가량 수행한 경우, 겉보기 밀도와 총 EMI 차페율이 모두 우수함을 알 수 있다.[3] Referring together to Fig. 12 and Table 2, in Example 1, the immersion - if the drying unit cycle repeated up to the 50th, maintaining a bulk density of about 0.54 g / cm 3, while the total EMI shielding The rate can be greatly improved. Particularly, when the immersion-drying unit cycle is performed 30 times and 50 times, it can be seen that both the apparent density and the total EMI reduction ratio are excellent.
[4] 또한, 실시예 1의 경우, 겉보기 전기전도도와 1.0 GHz의 주파수를 갖는 전자파의 침투 깊이(skin depth) 또한 다른 비교예들에 비해 상당히 우수한 편임을 확인할 수 있다.In the case of Example 1, it is also confirmed that the skin depth of the electromagnetic wave having the apparent electrical conductivity and the frequency of 1.0 GHz is significantly better than the other comparative examples.
[5] 한편, 직경 2 nm 내지 3 nm, 길이 수 mm 의 SWNT를 15.8 중량% 포함하는 비교예 2는 총 EMI 차폐율, 겉보기 전기전도도, 및 침투 깊이가 각각 49.6 dB, 100 S/cm, 159 ㎛ 로 가장 높게 나타나며, 비교예 9 또한 47.4 dB, 76.92 S/cm, 181㎛ 로 높은 수준을 나타냄을 확인할 수 있다.On the other hand, in Comparative Example 2 including 15.8 wt% of SWNT having a diameter of 2 nm to 3 nm and a length of several mm, the total EMI shielding ratio, apparent electric conductivity, and penetration depth were 49.6 dB, 100 S / cm, 159 Mu m, and Comparative Example 9 is also high at 47.4 dB, 76.92 S / cm, and 181 mu m.
다만, 비교예 2와 비교예 9 는 모두 1 g/cm3을 초과하여 비교적 큰 밀도를 가지는 한편, 실시예 1의 경우, 비교예 2, 비교예 9와 비슷한 수준의 총 EMI 차폐율을 가지면서도, 겉보기 밀도는 비교예 2 대비 절반 가량, 비교예 9 대비 1/3 가량에 불과하다.However, Comparative Example 2 and Comparative Example 9 each have a relatively high density exceeding 1 g / cm < 3 > while Example 1 has a total EMI shielding ratio similar to that of Comparative Example 2 and Comparative Example 9 , The apparent density is only about half of the comparative example 2 and about one third of the comparative example 9.
따라서, 실시예 1은 비교예 2, 그리고 비교예 3, 4, 8, 9, 10 에 대하여 겉보기 밀도 대비 총 EMI 차폐율 특성이 우수한 것을 확인할 수 있다. 즉, 실시예 1이 비교예들 대비 낮은 밀도로도 우수한 EMI 차폐율 특성을 나타냄을 확인할 수 있다.Therefore, it can be seen that Example 1 exhibited the total EMI shielding property with respect to the bulk density for Comparative Example 2 and Comparative Examples 3, 4, 8, 9, and 10. That is, it can be seen that Example 1 exhibits excellent EMI shielding characteristics even at a low density compared with Comparative Examples.
[6] 한편, 비교예 5, 6, 7, 11 의 경우, 실시예 1 대비 매우 낮은 밀도를 갖지만, 겉보기 전기전도도, 및 침투 깊이가 너무 낮아 EMI 차폐율이 낮은 것을 확인할 수 있다. 이는 밀도가 지나치게 낮아짐에 따라 내부에서 도전성 네트워크를 형성하기 어려워지기 때문인 것으로 추측된다.On the other hand, in Comparative Examples 5, 6, 7 and 11, although it has a very low density as compared with Example 1, it can be confirmed that the apparent electrical conductivity and penetration depth are too low and the EMI shielding ratio is low. This is presumably because it becomes difficult to form a conductive network internally as the density becomes excessively low.
실시예Example 2: 셀룰로오스- 2: Cellulose- MWNTMWNT -- AgNWAgNW 복합체 제조 Composite manufacturing
[1] 전술한 실시예 1의 [1] 과 동일한 셀룰로오스 종이(cellulose paper)를 준비한다.[1] Prepare cellulose paper similar to [1] of Example 1 described above.
[2] 이와 별개로, 1 nm 내지 20 nm 의 직경을 갖는 다중벽 탄소나노튜브 (MWNT) 1 g 과 물 1 L 을 용기에 넣고 혼합하여, 0.1 중량% 의 MWNT 잉크를 얻는다. [2] Separately, 1 g of multi-walled carbon nanotubes (MWNT) having a diameter of 1 nm to 20 nm and 1 L of water are placed in a vessel and mixed to obtain 0.1 wt% MWNT ink.
[3] 준비된 셀룰로오스 종이를 상기 0.1 중량% 의 MWNT 잉크가 담긴 제1 용기에 10 분 내지 15 분 동안 침지시켜 셀룰로오스 종이의 모든 영역에 걸쳐 MWNT를 분산시킨다. 이후, 침지된 셀룰로오스 종이를 제1 용기로부터 건져내어 60 ℃ 의 온도를 갖는 건조 공기(dry air)를 15 분간 공급, 건조함으로써, 셀룰로오스-MWNT 복합체를 얻는다. 상기 복합체는 MWNT 집합층이 셀룰로오스 섬유의 표면을 둘러싸고 있는 형상을 나타내며, MWNT는 표면으로부터 내부로 갈수록 점차 감소하는 밀도 구배를 갖는다.[3] The prepared cellulose paper is immersed in the first container containing the 0.1 wt% MWNT ink for 10 minutes to 15 minutes to disperse the MWNT over the entire area of the cellulose paper. Thereafter, the immersed cellulose paper is taken out from the first container, and dry air having a temperature of 60 ° C is supplied for 15 minutes and dried to obtain a cellulose-MWNT composite. The composite has a shape in which the MWNT aggregate layer surrounds the surface of the cellulose fiber, and the MWNT has a gradually decreasing density gradient from the surface to the inside.
[4] 이후, 상기 셀룰로오스-MWNT 복합체를 실시예 1의 [2]에서 제조한 0.1 중량% 의 AgNW 수용액이 담긴 제2 용기에 용기에 10 분 내지 15 분 동안 침지시킨 후, 제2 용기로부터 건져내어 60℃ 의 온도를 갖는 건조 공기(dry air)를 15 분간 공급, 셀룰로오스-MWNT-AgNW 복합체를 얻는다. 제조된 셀룰로오스-MWNT-AgNW 복합체는 셀룰로오스 섬유 표면을 둘러싸는 MWNT 집합층과, 상기 MWNT 집합층을 둘러싸는 AgNW 집합층의 2층을 포함한다.[4] Thereafter, the cellulose-MWNT composite was immersed in a second container containing 0.1 wt% aqueous solution of AgNW prepared in [2] of Example 1 for 10 minutes to 15 minutes, and then recovered from the second container Dry air having a temperature of 60 ° C is supplied for 15 minutes to obtain a cellulose-MWNT-AgNW complex. The prepared cellulose-MWNT-AgNW composite includes two layers of an MWNT aggregation layer surrounding the cellulose fiber surface and an AgNW aggregation layer surrounding the MWNT aggregation layer.
[5] 이후, 제조된 셀룰로오스-MWNT-AgNW 복합체의 평면 방향 겉보기 전기전도도를 계산하여 도 18에 나타내고, 1.0 GHz의 주파수를 갖는 전자파에 대한 복합체의 EMI 차폐율(측정값)을 측정하여 도 19에 나타낸다.The apparent electrical conductivity of the cellulose-MWNT-AgNW composite in the planar direction is calculated as shown in FIG. 18, and the EMI shielding ratio (measured value) of the composite to electromagnetic waves having a frequency of 1.0 GHz is measured, Respectively.
실시예Example 3: 셀룰로오스- 3: Cellulose- AgNWAgNW -- MWNTMWNT 복합체 제조 Composite manufacturing
[1] 전술한 실시예 1과 동일한 침지 및 건조 과정을 수행하여, 셀룰로오스-AgNW 복합체를 얻는다.[1] The same immersion and drying process as in Example 1 described above is performed to obtain a cellulose-AgNW complex.
[2] 이후, 셀룰로오스-AgNW 복합체를 전술한 실시예 2 에서 제조한 MWNT 잉크가 담긴 용기에 침지하고, 침지 및 건조를 거쳐 셀룰로오스-AgNW-MWNT 복합체를 얻는다. [2] Thereafter, the cellulose-AgNW complex is immersed in a container containing the MWNT ink prepared in Example 2 described above, immersed and dried to obtain a cellulose-AgNW-MWNT complex.
제조된 셀룰로오스-AgNW-MWNT 복합체는 셀룰로오스 섬유 표면을 둘러싸는 AgNW 집합층과, 상기 AgNW 집합층을 둘러싸는 MWNT 집합층의 2층을 포함한다.The prepared cellulose-AgNW-MWNT composite includes two layers of an AgNW aggregation layer surrounding the cellulose fiber surface and an MWNT aggregation layer surrounding the AgNW aggregation layer.
[3] 이후, 제조된 셀룰로오스-AgNW-MWNT 복합체의 평면 방향 겉보기 전기전도도를 계산하여 도 18에 나타내고, 1.0 GHz의 주파수를 갖는 전자파에 대한 복합체의 EMI 차폐율(측정값)을 측정하여 도 19에 나타낸다.(3) The apparent electrical conductivity of the cellulose-AgNW-MWNT composite in the planar direction is calculated as shown in FIG. 18, and the EMI shielding rate (measured value) of the composite for electromagnetic waves having a frequency of 1.0 GHz is measured, Respectively.
실시예Example 4: 셀룰로오스- 4: Cellulose- AgNWAgNW -- MWNTMWNT -- AgNWAgNW 복합체 제조 Composite manufacturing
[1] 전술한 실시예 3과 동일한 과정을 거쳐 셀룰로오스-AgNW-MWNT 복합체를 얻는다.[1] Cellulose-AgNW-MWNT complex is obtained through the same procedure as in Example 3 described above.
[2] 이후, 셀룰로오스-AgNW-MWNT 복합체를 전술한 실시예 1에서 제조한 0.1 중량% 의 AgNW 수용액이 담긴 제2 용기에 용기에 침지후, 건조시킴으로써 셀룰로오스-AgNW-MWNT-AgNW 복합체를 얻는다. 제조된 셀룰로오스-AgNW-MWNT-AgNW 복합체는 셀룰로오스 섬유 표면에, AgNW 집합층, MWNT 집합층, AgNW 집합층이 순차적으로 형성된 3층을 포함한다.[2] Thereafter, the cellulose-AgNW-MWNT-AgNW complex is obtained by immersing the cellulose-AgNW-MWNT complex in a vessel in a second vessel containing 0.1 wt% AgNW solution prepared in Example 1 described above and drying. The prepared cellulose-AgNW-MWNT-AgNW composite includes three layers on the surface of the cellulose fiber, in which AgNW aggregation layer, MWNT aggregation layer and AgNW aggregation layer are sequentially formed.
[3] 이후, 제조된 셀룰로오스-AgNW-MWNT-AgNW 복합체의 평면 방향 겉보기 전기전도도를 계산하여 도 18에 나타내고, 1.0 GHz의 주파수를 갖는 전자파에 대한 복합체의 EMI 차폐율(측정값)을 측정하여 도 19에 나타낸다.[3] The apparent electrical conductivity of the cellulose-AgNW-MWNT-AgNW composite prepared in the planar direction was calculated as shown in Fig. 18, and the EMI shielding ratio (measured value) of the composite to electromagnetic waves having a frequency of 1.0 GHz was measured 19.
실시예Example 5: 셀룰로오스- 5: Cellulose- MWNTMWNT -- AgNWAgNW -- MWNTMWNT 복합체 제조 Composite manufacturing
[1] 전술한 실시예 2와 동일한 과정을 거쳐 셀룰로오스-MWNT-AgNW 복합체를 얻는다.[1] Cellulose-MWNT-AgNW complex is obtained through the same procedure as in Example 2 described above.
[2] 이후, 셀룰로오스-MWNT-AgNW 복합체를 전술한 실시예 2에서 제조한 0.1 중량% 의 MWNT 수용액이 담긴 용기에 침지 후, 건조시킴으로써 셀룰로오스-MWNT-AgNW-MWNT 복합체를 얻는다. 제조된 셀룰로오스-MWNT-AgNW-MWNT 복합체는 셀룰로오스 섬유 표면에, MWNT 집합층, AgNW 집합층, MWNT 집합층이 순차적으로 형성된 3층을 포함한다.[2] Thereafter, the cellulose-MWNT-AgNW complex is immersed in a container containing 0.1 wt% aqueous solution of MWNT prepared in Example 2 and dried to obtain a cellulose-MWNT-AgNW-MWNT complex. The prepared cellulose-MWNT-AgNW-MWNT composite includes three layers of MWNT aggregate layer, AgNW aggregation layer and MWNT aggregation layer sequentially formed on the cellulose fiber surface.
[3] 이후, 제조된 셀룰로오스-MWNT-AgNW-MWNT 복합체의 평면 방향 겉보기 전기전도도를 계산하여 도 18에 나타내고, 1.0 GHz의 주파수를 갖는 전자파에 대한 복합체의 EMI 차폐율(측정값)을 측정하여 도 19에 나타낸다.[3] The apparent electrical conductivity of the prepared cellulose-MWNT-AgNW-MWNT composite in the planar direction was calculated and shown in FIG. 18, and the EMI shielding ratio (measured value) of the composite to electromagnetic waves having a frequency of 1.0 GHz was measured 19.
실시예Example 6: 셀룰로오스- 6: Cellulose- AgNWAgNW -- MWNTMWNT -- AgNWAgNW -- MWNTMWNT -- AgNWAgNW 복합체 제조 Composite manufacturing
[1] 전술한 실시예 4에서 얻어진 셀룰로오스-AgNW-MWNT-AgNW 복합체를 전술한 실시예 2에서 얻어진 0.1 중량% 의 MWNT 수용액이 담긴 제2 용기에 침지 및 건조시키고, 이후, 전술한 실시예 1에서 얻어진 0.1 중량% 의 AgNW 수용액이 담긴 제1 용기에 침지 및 건조시킴으로써, 셀룰로오스 섬유 표면에, AgNW 집합층, MWNT 집합층, AgNW 집합층, MWNT 집합층, AgNW 집합층이 순차적으로 형성된 5층 구조를 갖는 셀룰로오스-AgNW-MWNT-AgNW-WWNT-AgNW 복합체를 얻는다.[1] The cellulose-AgNW-MWNT-AgNW composite obtained in Example 4 described above was immersed and dried in a second vessel containing 0.1 wt% aqueous solution of MWNT obtained in Example 2 described above, Layer structure in which an AgNW aggregation layer, an MWNT aggregation layer, an AgNW aggregation layer, an MWNT aggregation layer, and an AgNW aggregation layer were sequentially formed on the cellulosic fiber surface by immersing it in a first container containing 0.1 wt% To obtain a cellulose-AgNW-MWNT-AgNW-WWNT-AgNW complex.
[2] 이후, 제조된 셀룰로오스-AgNW-MWNT-AgNW-WWNT-AgNW 복합체에 대하여, 주사전자현미경(SEM)을 이용하여 평면과 단면의 이미지를 각각 측정하고, 이를 도 13 내지 도 17에 나타낸다.[2] Then, images of planes and cross sections of the prepared cellulose-AgNW-MWNT-AgNW-WWNT-AgNW composite were measured using a scanning electron microscope (SEM), and these are shown in FIG. 13 to FIG.
[3] 도 13은 실시예 6에 따른 셀룰로오스-AgNW-MWNT-AgNW-MWNT-AgNW 복합체의 표면을 나타낸 이미지이고, 도 14는 도 13의 XIV 부분을 확대한 이미지이며, 도 15는 도 14의 XV 부분을 확대한 이미지이다.13 is an enlarged view of a portion of the cellulose-AgNW-MWNT-AgNW-MWNT-AgNW composite according to Embodiment 6, FIG. 14 is an enlarged view of portion XIV of FIG. 13, This is an enlarged image of the XV part.
[4] 실시예 6의 복합체는 최외각에 AgNW 집합층이 위치해 있는데, 이는 도 14에서 비교적 직선 형상을 갖는 하얀 선들의 집합체로 나타나 있다. 또한, 도 14를 더욱 확대한 도 15를 보면, 비교적 직선의 형상을 가지며 연장되어 있는 상부의 AgNW 집합층 하부에, 덩굴 형상과 같이 감겨있는 2 이상의 MWNT가 집합체를 이루는 MWNT 집합층이 형성되어 있는 것을 확인할 수 있다.[4] In the composite of Example 6, the AgNW aggregate layer is located at the outermost periphery, which is shown in FIG. 14 as a collection of white lines having a relatively straight line shape. Further, FIG. 15, which is an enlarged view of FIG. 14, shows a case where an MWNT aggregate layer constituting an aggregate of two or more MWNTs wound like a vine shape is formed below the AgNW aggregate layer having a relatively straight line shape .
[5] 도 16은 실시예 6에 따른 셀룰로오스-AgNW-MWNT-AgNW-MWNT-AgNW 복합체의 단면을 나타낸 이미지이고, 도 17은 도 16의 XVII 부분을 확대한 이미지이다.FIG. 16 is a cross-sectional view of a cellulose-AgNW-MWNT-AgNW-MWNT-AgNW composite according to Example 6, and FIG. 17 is an enlarged view of a portion XVII in FIG.
[6] 도 16과 도 17로부터, 실시예 6의 셀룰로오스 종이 내부에 위치한 마이크로 셀룰로오스 섬유의 표면에 AgNW 집합층과 MWNT 집합층이 혼성화된 상태로 위치되어 것을 확인할 수 있다.[6] From FIGS. 16 and 17, it can be seen that the AgNW aggregation layer and the MWNT aggregation layer are hybridized on the surface of the microcellulose fiber located inside the cellulose paper of Example 6.
[7] 한편, 제조된 셀룰로오스-AgNW-MWNT-AgNW-WWNT-AgNW 복합체의 평면 방향 겉보기 전기전도도를 계산하여 도 18에 나타내고, 1.0 GHz의 주파수를 갖는 전자파에 대한 복합체의 EMI 차폐율(측정값)을 측정하여 도 19에 나타낸다.On the other hand, the apparent electrical conductivity of the prepared cellulose-AgNW-MWNT-AgNW-WWNT-AgNW composite in the planar direction was calculated to show the EMI shielding ratio of the composite for electromagnetic waves having a frequency of 1.0 GHz ) Were measured and shown in Fig.
실시예Example 7: 셀룰로오스- 7: Cellulose- MWNTMWNT -- AgNWAgNW -- MWNTMWNT -- AgNWAgNW -- MWNTMWNT 복합체 제조 Composite manufacturing
[1] 전술한 실시예 5에서 얻어진 셀룰로오스-MWNT-AgNW-MWNT 복합체를 전술한 실시예 1에서 얻어진 0.1 중량% 의 AgNW 수용액이 담긴 제1 용기에 침지 및 건조시키고, 이후, 전술한 실시예 2에서 얻어진 0.1 중량% 의 MWNT 수용액이 담긴 제2 용기에 침지 및 건조시킴으로써, 셀룰로오스 섬유 표면에, MWNT 집합층, AgNW 집합층, MWNT 집합층, AgNW 집합층, MWNT 집합층이 순차적으로 형성된 5층 구조를 갖는 셀룰로오스-MWNT-AgNW-MWNT-AgNW-MWNT 복합체를 얻는다.[1] The cellulose-MWNT-AgNW-MWNT composite obtained in the above-described Example 5 was immersed in a first container containing an aqueous solution of 0.1 wt% of AgNW obtained in Example 1 and dried, Layer structure in which an MWNT aggregation layer, an AgNW aggregation layer, an MWNT aggregation layer, an AgNW aggregation layer, and an MWNT aggregation layer were successively formed on the surface of the cellulose fiber by immersing and drying in a second container containing 0.1 wt% To obtain a cellulose-MWNT-AgNW-MWNT-AgNW-MWNT complex.
[2] 이후, 제조된 셀룰로오스-MWNT-AgNW-MWNT-AgNW-MWNT 복합체의 평면 방향 겉보기 전기전도도를 계산하여 도 18에 나타내고, 1.0 GHz의 주파수를 갖는 전자파에 대한 복합체의 EMI 차폐율(측정값)을 측정하여 도 19에 나타낸다.The apparent electrical conductivity of the prepared cellulose-MWNT-AgNW-MWNT-AgNW-MWNT composite in the planar direction is shown in FIG. 18, and the EMI shielding ratio of the composite to electromagnetic waves having a frequency of 1.0 GHz ) Were measured and shown in Fig.
실시예Example
8: 셀룰로오스- 8: Cellulose-
10중층10 middle layer
( (
MWMTMWMT
, ,
AgNWAgNW
) 복합체 1의 제조) Preparation of
[1] 전술한 실시예 7에서 얻어진 셀룰로오스-MWNT-AgNW-MWNT-AgNW-MWNT 복합체를, 전술한 AgNW 수용액과 MWNT 수용액에 교번적으로 침지, 및 건조시키는 과정을 반복하여, 셀룰로오스-10중층(MWMT, AgNW) 복합체 1을 얻는다. 얻어진 셀룰로오스-10중층(MWMT, AgNW) 복합체 1은 셀룰로오스 섬유 표면에 "MWNT 집합층-AgNW 집합층..."과 같은 순서로 교번적으로 적층되어, 총 10층의 구조를 갖는다.[1] The procedure of alternately immersing and drying the cellulose-MWNT-AgNW-MWNT-AgNW-MWNT composite obtained in Example 7 described above in the aqueous solution of AgNW and the aqueous solution of MWNT was repeated to obtain a cellulose- MWMT, AgNW) complex 1 is obtained. The obtained cellulose-10 middle layer (MWMT, AgNW)
[2] 이후, 제조된 셀룰로오스-10중층(MWMT, AgNW) 복합체 1의 평면 방향 겉보기 전기전도도를 계산하여 도 18에 나타내고, 1.0 GHz의 주파수를 갖는 전자파에 대한 복합체의 EMI 차폐율(측정값)을 측정하여 도 19에 나타낸다.18, the EMI shielding ratio (measured value) of the composite to the electromagnetic wave having a frequency of 1.0 GHz is shown in Fig. And the results are shown in Fig.
실시예Example 9: 셀룰로오스- 9: Cellulose- 10중층10 middle layer ( ( AgNWAgNW , , MWMTMWMT ) 복합체 2의 제조) Preparation of complex 2
[1] 전술한 실시예 6에서 얻어진 셀룰로오스-AgNW-MWNT-AgNW-MWNT-AgNW 복합체를, 전술한 MWNT 수용액과 AgNW 수용액에 교번적으로 침지, 및 건조시키는 과정을 반복하여, 셀룰로오스-10중층(AgNW, MWMT) 복합체 2를 얻는다. 얻어진 셀룰로오스-10중층(AgNW, MWMT) 복합체 2는 셀룰로오스 섬유 표면에 "AgNW 집합층-MWNT 집합층..."과 같은 순서로 교번적으로 적층되어, 총 10층의 구조를 갖는다.[1] The process of alternately immersing and drying the cellulose-AgNW-MWNT-AgNW-MWNT-AgNW composite obtained in Example 6 described above in the MWNT aqueous solution and AgNW aqueous solution was repeated to obtain a cellulose- AgNW, MWMT) complex 2 is obtained. The obtained cellulose-10 intermediate layer (AgNW, MWMT) composite 2 was alternately laminated on the cellulose fiber surface in the order of "AgNW aggregation layer-MWNT aggregation layer ..." to have a total of 10 layers.
[2] 이후, 제조된 셀룰로오스-10중층(AgNW, MWMT) 복합체 2의 평면 방향 겉보기 전기전도도를 계산하여 도 18에 나타내고, 1.0 GHz의 주파수를 갖는 전자파에 대한 복합체의 EMI 차폐율(측정값)을 측정하여 도 19에 나타낸다.18, the EMI shielding ratio (measured value) of the composite to the electromagnetic wave having a frequency of 1.0 GHz is shown in Fig. And the results are shown in Fig.
비교예Comparative Example 12: 셀룰로오스- 12: Cellulose- MWNTMWNT 단일층Single layer 복합체의 제조 Manufacture of Composites
[1] 실시예 1의 [1] 과 동일한 셀룰로오스 종이(cellulose paper)를 준비한다.[1] A cellulose paper identical to [1] of Example 1 is prepared.
[2] 이와 별개로, 1 nm 내지 20 nm 의 직경을 갖는 다중벽 탄소나노튜브 (MWNT) 1 g 과 물 1 L 을 용기에 넣고 혼합하여, 0.1 중량% 의 MWNT 잉크를 얻는다. [2] Separately, 1 g of multi-walled carbon nanotubes (MWNT) having a diameter of 1 nm to 20 nm and 1 L of water are placed in a vessel and mixed to obtain 0.1 wt% MWNT ink.
[3] 준비된 셀룰로오스 종이를 상기 0.1 중량% 의 MWNT 잉크가 담긴 제1 용기에 10 분 내지 15 분 동안 침지시켜 셀룰로오스 종이의 모든 영역에 걸쳐 MWNT를 분산시킨다. 이후, 침지된 셀룰로오스 종이를 제1 용기로부터 건져내어 60 ℃ 의 온도를 갖는 건조 공기(dry air)를 15 분간 공급, 건조함으로써, 셀룰로오스-MWNT 단일층 복합체를 얻는다. 상기 복합체는 MWNT 집합층이 셀룰로오스 섬유의 표면을 둘러싸고 있는 형상을 나타내며, MWNT는 표면으로부터 내부로 갈수록 점차 감소하는 밀도 구배를 갖는다.[3] The prepared cellulose paper is immersed in the first container containing the 0.1 wt% MWNT ink for 10 minutes to 15 minutes to disperse the MWNT over the entire area of the cellulose paper. Thereafter, the immersed cellulose paper is taken out from the first container, dried air having a temperature of 60 DEG C is supplied for 15 minutes and dried to obtain a cellulose-MWNT single layer composite. The composite has a shape in which the MWNT aggregate layer surrounds the surface of the cellulose fiber, and the MWNT has a gradually decreasing density gradient from the surface to the inside.
[4] 이후, 제조된 셀룰로오스-MWNT 단일층 복합체의 평면 방향 겉보기 전기전도도를 계산하여 도 18에 나타내고, 1.0 GHz의 주파수를 갖는 전자파에 대한 복합체의 EMI 차폐율(측정값)을 측정하여 도 19에 나타낸다.18, the EMI shielding ratio (measured value) of the composite to the electromagnetic wave having a frequency of 1.0 GHz was measured to measure the EMI shielding ratio (measured value) of the composite, Respectively.
비교예Comparative Example 13: 셀룰로오스- 13: Cellulose- MWNTMWNT 2층 복합체의 제조 Manufacture of two-layer composites
[1] 전술한 비교예 12의 셀룰로오스-MWNT 단일층 복합체에 전술한 0.1 중량% 의 MWNT 잉크를 침지, 및 건조하는 단계를 한 차례 더 거쳐 셀룰로오스-MWNT 2층 복합체를 제조한다.[1] The cellulose-MWNT single-layer composite of Comparative Example 12 described above is immersed in the 0.1 wt% MWNT ink and dried to produce a cellulose-MWNT two-layer composite.
[2] 이후, 제조된 셀룰로오스-MWNT 2층 복합체의 평면 방향 겉보기 전기전도도를 계산하여 도 18에 나타내고, 1.0 GHz의 주파수를 갖는 전자파에 대한 복합체의 EMI 차폐율(측정값)을 측정하여 도 19에 나타낸다.18, the EMI shielding ratio (measured value) of the composite to the electromagnetic wave having a frequency of 1.0 GHz is measured, and the result is shown in FIG. 19 Respectively.
비교예Comparative Example 14: 셀룰로오스- 14: Cellulose- MWNTMWNT 3층 복합체의 제조 Manufacture of a three-layer composite
[1] 전술한 비교예 13의 셀룰로오스-MWNT 2층 복합체에 전술한 0.1 중량% 의 MWNT 잉크를 침지, 및 건조하는 단계를 한 차례 더 거쳐 셀룰로오스-MWNT 3층 복합체를 제조한다.[1] A cellulose-MWNT three-layer composite is prepared by repeating the steps of immersing and drying the 0.1 wt% MWNT ink described above in the cellulose-MWNT two-layer composite of Comparative Example 13 described above.
[2] 이후, 제조된 셀룰로오스-MWNT 3층 복합체의 평면 방향 겉보기 전기전도도를 계산하여 도 18에 나타내고, 1.0 GHz의 주파수를 갖는 전자파에 대한 복합체의 EMI 차폐율(측정값)을 측정하여 도 19에 나타낸다. 18, the EMI shielding rate (measured value) of the composite for the electromagnetic wave having a frequency of 1.0 GHz is measured, and the result is shown in FIG. 19 Respectively.
비교예Comparative Example 15: 셀룰로오스- 15: Cellulose- MWNTMWNT 5층 복합체의 제조 Manufacture of 5-layer composite
[1] 전술한 비교예 14의 셀룰로오스-MWNT 3층 복합체에 전술한 0.1 중량% 의 MWNT 잉크를 침지, 및 건조하는 단계를 두 차례 더 거쳐 셀룰로오스-MWNT 5층 복합체를 제조한다.[1] The cellulose-MWNT three-layer composite of Comparative Example 14 described above is immersed in the above-mentioned 0.1 wt% MWNT ink and dried to prepare a cellulose-MWNT five-layer composite.
[2] 이후, 제조된 셀룰로오스-MWNT 5층 복합체의 평면 방향 겉보기 전기전도도를 계산하여 도 18에 나타내고, 1.0 GHz의 주파수를 갖는 전자파에 대한 복합체의 EMI 차폐율(측정값)을 측정하여 도 19에 나타낸다. 18, the EMI shielding ratio (measured value) of the composite to the electromagnetic wave having a frequency of 1.0 GHz was measured to measure the EMI shielding ratio (measured value) of the composite, Respectively.
평가 4: Rating 4: 실시예Example 2 내지 9와 2 to 9 and 비교예Comparative Example 12 내지 15의 전기전도도 평가 Electrical Conductivity Evaluation of 12 to 15
[1] 도 18은 실시예 2 내지 9의 도전성 복합체와 비교예 12 내지 15의 겉보기 전기 전도도를 각각 나타낸 그래프이다.[1] FIG. 18 is a graph showing the apparent electrical conductivities of the conductive complexes of Examples 2 to 9 and Comparative Examples 12 to 15, respectively.
[2] 도 18을 참고하면, 셀룰로오스-MWNT 단일층 복합체인 비교예 12와 대비하여, AgNW 집합층을 적어도 1층 이상 포함하는 실시예 2 내지 4의 경우, 전기전도도가 크게 향상됨을 알 수 있다.[2] Referring to FIG. 18, it can be seen that, in comparison with Comparative Example 12 which is a cellulose-MWNT single layer composite, in Examples 2 to 4 including at least one AgNW aggregation layer, electric conductivity is greatly improved .
한편, 셀룰로오스 표면에 AgNW 집합층이 먼저 형성된 실시예 2의 경우가, MWNT 집합층이 먼저 형성된 실시예 3에 비해 근소하게 높은 전기전도도를 나타냄을 확인할 수 있다. 이는 실시예 2와 실시예 3이 동일한 층수를 가질 경우, AgNW 집합층이 최외각에 존재할 경우의 접촉저항이 MWNT 집합층이 최외각에 존재할 경우의 접촉저항에 비해 낮아지기 때문인 것으로 사료된다.On the other hand, it can be seen that the case of Example 2 in which the AgNW aggregate layer is formed first on the cellulose surface shows a slightly higher electric conductivity than that of Example 3 in which the MWNT aggregate layer is formed earlier. This is considered to be because the contact resistance when the AgNW aggregate layer exists in the outermost layer is lower than the contact resistance when the MWNT aggregate layer exists in the outermost layer when the second and third embodiments have the same number of layers.
또한, 실시예 2, 3과 대비하여, AgNW 집합층을 2층 포함하는 실시예 4의 경우, 더욱 높은 전기전도도를 나타냄을 확인할 수 있다. 이는, MWNT 보다 높은 도전성을 갖는 AgNW 의 특성에 기인하는 것으로 보인다.Further, in comparison with Examples 2 and 3, Example 4 including two AgNW aggregate layers shows higher electric conductivity. This seems to be due to the characteristics of AgNW having higher conductivity than MWNT.
[3] 한편, 셀룰로오스-MWNT 2층 복합체인 비교예 13과 대비하여, 실시예 5 와 6 모두 전기 전도도가 크게 향상됨을 확인할 수 있으며, AgNW 집합층이 1층뿐인 실시예 5와 대비하여, AgNW 집합층이 2층인 실시예 6의 경우 더욱 높은 전기전도도를 나타냄을 확인할 수 있다.On the other hand, in comparison with Comparative Example 13, which is a cellulose-MWNT two-layer composite, in Examples 5 and 6, it can be seen that the electrical conductivity is greatly improved. In contrast to Example 5 in which the AgNW aggregate layer has only one layer, It can be confirmed that the electric conductivity is higher in Example 6 where the aggregate layer is two layers.
[4] 셀룰로오스-MWNT 3층 복합체인 비교예 14와 대비하여, 셀룰로오스-MWNT-AgNW-MWNT-AgNW-MWNT 복합체인 실시예 7 의 전기 전도도가 크게 향상됨을 확인할 수 있다. 이를 통해, 비교예 14와 실시예 7의 경우 둘 다 MWNT집합층을 3층 포함함에도 불구하고, 실시예 7가 AgNW 집합층을 2층 더 포함하기 때문에 비교예 14보다 높은 전기전도도를 나타냄을 확인할 수 있다.It can be seen that the electrical conductivity of the cellulose-MWNT-AgNW-MWNT-AgNW-MWNT complex of Example 7 is significantly improved as compared with Comparative Example 14, which is a cellulose-MWNT three-layer composite. As a result, it can be seen that although Comparative Example 14 and Example 7 both include three layers of the MWNT aggregation layer, Example 7 includes two layers of the AgNW aggregation layer, thus showing higher electrical conductivity than Comparative Example 14 .
[5] 셀룰로오스-MWNT 5층 복합체인 비교예 15 와 대비하여 셀룰로오스-10중층 (AgNW, MWMT) 복합체인 실시예 8과 9의 전기 전도도가 크게 향상됨을 확인할 수 있다.It can be confirmed that the electrical conductivity of Examples 8 and 9, which is a cellulose-10 middle layer (AgNW, MWMT) composite, is significantly improved as compared with Comparative Example 15, which is a cellulose-MWNT five-layer composite.
[6] 즉, 셀룰로오스 표면에 AgNW 집합층과 MWNT 집합층을 교번적으로 적층할수록 도전성 복합체의 전기전도도가 향상됨을 확인할 수 있으며, 전기전도도의 향상은 MWNT 집합층보다 AgNW 집합층에 더 의존적임을 확인할 수 있다. 다만, MWNT 집합층은 AgNW 집합층보다 작은 밀도를 가지므로, MWNT 집합층보다 AgNW 집합층의 적층 순서, 적층 수를 달리함으로써 도전성성 복합체의 밀도와 전기 전도도를 적절하게 조절할 수 있는 것이다.That is, it can be seen that the electric conductivity of the conductive composite is improved by alternately laminating the AgNW aggregation layer and the MWNT aggregation layer on the cellulose surface, and it is confirmed that the electric conductivity improvement is more dependent on the AgNW aggregation layer than the MWNT aggregation layer . However, since the MWNT aggregation layer has a density smaller than that of the AgNW aggregation layer, the density and electrical conductivity of the conductive composite can be appropriately controlled by varying the stacking order and the number of stacked layers of the AgNW aggregation layer than the MWNT aggregation layer.
평가 5: Rating 5: 실시예Example 2 내지 9와 2 to 9 and 비교예Comparative Example 12 내지 15의 EMI 12 to 15 EMI 차페도Car Fedora 평가 evaluation
[1] 도 19는 실시예 2 내지 9의 도전성 복합체와 비교예 12 내지 15의 EMI 차폐율(Shielding Effectiveness, SE)을 각각 나타낸 그래프이다. 도 19에서는, 전술한 도 11과 같이 전자파 반사율과 전자파 흡수율을 합한 도전성 복합체의 총 EMI 차폐율 측정값을 SEtot(Mea)로, 겉보기 전기전도도(apparent EC)를 이용하여 산출한 이론적인 총 EMI 차폐율을 SEtot(Cal)로 각각 표시한다.[1] FIG. 19 is a graph showing the EMI shielding effectiveness (SE) of the conductive complexes of Examples 2 to 9 and Comparative Examples 12 to 15, respectively. 19, the total EMI shielding ratio measurement value of the conductive composite material obtained by adding the electromagnetic wave reflectance and the electromagnetic wave absorptance to SE tot (Mea) as shown in Fig. 11, and the theoretical total EMI Shielding rate is denoted as SE tot (Cal), respectively.
[2] 도 19를 참고하면, EMI 차폐율 또한 전술한 평가 4에서 살펴본 전기전도도와 동일한 경향성을 나타내는 것을 확인할 수 있다. 또한, 실시예 2 내지 9에서 측정값인 SEtot(Mea)과 이론값인 SEtot(Cal)이 미세한 오차범위 내에서 동일한 경향성을 나타내는 것을 확인할 수 있다. 즉, 도 19로부터, 실시예들에 대한 SEtot(Mea)과 SEtot(Cal) 들이 정합하는 것을 확인할 수 있다.[2] Referring to FIG. 19, it can be seen that the EMI shielding rate also has the same tendency as the electric conductivity shown in Evaluation 4 described above. It is also confirmed that SE tot (Mea) measured in Examples 2 to 9 and SE tot (Cal), which is the theoretical value, exhibit the same tendency within a fine error range. That is, it can be seen from FIG. 19 that SE tot (Mea) and SE tot (Cal) for the embodiments are matched.
[3] 평가 5로부터, 일 구현예에 따른 도전성 복합체는 셀룰로오스 표면에 AgNW 집합층과 MWNT 집합층을 교번적으로 적층할수록 도전성 복합체의 EMI 차폐율이 향상됨을 확인할 수 있으며, EMI 차폐율의 향상 또한 MWNT 집합층보다 AgNW 집합층에 더 의존적임을 확인할 수 있다. 다만, MWNT 집합층은 AgNW 집합층보다 작은 밀도를 가지므로, MWNT 집합층보다 AgNW 집합층의 적층 순서, 적층 수를 달리함으로써 도전성 복합체의 밀도와 EMI 차폐율을 적절하게 조절할 수 있는 것이다.From the
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, And falls within the scope of the invention.
100: 도전성 복합체
111: 마이크로 셀룰로오스 섬유
110: 폴리머 기재
120: 집합층
121: 제1층
122: 제2층100: conductive composite 111: microcellulose fiber
110: polymer substrate 120: aggregate layer
121: first layer 122: second layer
Claims (18)
상기 폴리머 기재에 분산되어 있으며, 금속 나노와이어를 포함하는 도전성 나노 물질을 포함하는 도전성 복합체로서,
상기 도전성 나노 물질은 2 이상이 집합층을 이루어 상기 마이크로 셀룰로오스 섬유의 표면을 둘러싸고 있는 도전성 복합체.A polymer matrix comprising microcellulose fibers, and
A conductive composite comprising a conductive nanomaterial dispersed in the polymer substrate and comprising metal nanowires,
Wherein the conductive nanomaterial comprises two or more aggregate layers and surrounds the surface of the microcellulose fiber.
상기 마이크로 셀룰로오스 섬유의 직경은 1 ㎛ 내지 990 ㎛ 인 도전성 복합체. The method of claim 1,
Wherein the microcellulose fibers have a diameter of 1 占 퐉 to 990 占 퐉.
상기 금속 나노와이어의 직경은 1 nm 내지 30 nm 인 도전성 복합체.The method of claim 1,
Wherein the metal nanowires have a diameter of 1 nm to 30 nm.
상기 금속 나노와이어는 은, 금, 백금, 팔라듐, 코발트, 니켈, 티타늄, 구리, 탄탈륨, 텅스텐, 또는 이들의 조합을 포함하는 도전성 복합체.The method of claim 1,
Wherein the metal nanowire comprises silver, gold, platinum, palladium, cobalt, nickel, titanium, copper, tantalum, tungsten, or combinations thereof.
상기 도전성 나노 물질은 탄소나노튜브, 그래핀 나노입자, 탄소나노섬유, 카본블랙, 또는 이들의 조합을 더 포함하는 도전성 복합체.The method of claim 1,
Wherein the conductive nanomaterial further comprises carbon nanotubes, graphene nanoparticles, carbon nanofibers, carbon black, or combinations thereof.
상기 탄소나노튜브는 단일벽 탄소나노튜브(SWNT), 다중벽 탄소나노튜브(MWNT), 또는 이들의 조합을 포함하는 도전성 복합체.The method of claim 5,
Wherein the carbon nanotubes comprise single walled carbon nanotubes (SWNTs), multiwalled carbon nanotubes (MWNTs), or combinations thereof.
상기 탄소나노튜브의 직경은 1 nm 내지 20 nm 인 도전성 복합체.The method of claim 5,
Wherein the diameter of the carbon nanotubes is 1 nm to 20 nm.
상기 집합층은 상기 금속 나노와이어와 상기 탄소나노튜브가 교번적으로 적층된 2 이상의 층을 포함하는 도전성 복합체.The method of claim 5,
Wherein the assembly layer comprises two or more layers in which the metal nanowires and the carbon nanotubes are alternately stacked.
상기 도전성 나노 물질은 상기 도전성 복합체의 총 부피를 기준으로 0.01 부피% 내지 0.53 부피% 함유되어 있는 도전성 복합체.The method of claim 1,
Wherein the conductive nanomaterial is contained in an amount of 0.01 to 0.53% by volume based on the total volume of the conductive composite.
상기 집합층은 상기 폴리머 기재 표면으로부터 내부를 향해 점차 감소하는 밀도 구배(density gradient)를 갖는 도전성 복합체.The method of claim 1,
Wherein the assembly layer has a gradually decreasing density gradient from the polymer substrate surface toward the interior.
상기 폴리머 기재는 셀룰로오스 섬유 부직포(non-woven fabric)인 도전성 복합체.The method of claim 1,
Wherein the polymer substrate is a cellulosic fibrous nonwoven fabric.
상기 도전성 복합체의 기공률은 20 % 내지 90 % 인 도전성 복합체.The method of claim 1,
Wherein the conductive composite has a porosity of 20% to 90%.
상기 도전성 복합체의 겉보기 밀도(apparent density)는 0.6 g/cm3 이하인 도전성 복합체.The method of claim 1,
Wherein the conductive composite has an apparent density of 0.6 g / cm < 3 > or less.
상기 도전성 복합체의 전기전도도는 0.34 S/cm 이상인 도전성 복합체.The method of claim 1,
Wherein the conductive composite has an electrical conductivity of 0.34 S / cm or more.
상기 폴리머 기재(polymer matrix)를 준비하는 단계,
상기 폴리머 기재를 상기 금속 나노와이어가 포함된 상기 도전성 나노 물질 혼합액에 침지하는 단계, 및
침지한 상기 폴리머 기재를 건조하는 단계를 포함하는 도전성 복합체 제조방법.15. A method for producing the conductive composite according to any one of claims 1 to 14,
Preparing the polymer matrix,
Immersing the polymer substrate in the conductive nanomaterial mixture containing the metal nanowires, and
And drying the immersed polymer substrate.
상기 도전성 나노 물질 혼합액은
탄소나노튜브, 그래핀 나노입자, 탄소나노섬유, 카본블랙, 또는 이들의 조합을 더 포함하는 도전성 복합체 제조방법.16. The method of claim 15,
The conductive nanomaterial mixture
Carbon nanotube, graphene nanoparticle, carbon nanofiber, carbon black, or a combination thereof.
상기 건조 단계 이후, 상기 침지 단계와 상기 건조 단계를 반복하여 수행할지 여부를 판단하는 단계를 더 포함하는 도전성 복합체 제조방법.16. The method of claim 15,
Further comprising, after the drying step, determining whether to perform the immersion step and the drying step repeatedly.
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